機(jī)器人手及機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】課題在于提供小型且輕量、能夠可靠地把持各種各樣的工件的機(jī)器人手及機(jī)器人。為了解決該課題，該機(jī)器人手及機(jī)器人具備：多個(gè)關(guān)節(jié)部，它們分別繞相互平行的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；多個(gè)連桿，它們從近端開始一個(gè)一個(gè)地經(jīng)由上述關(guān)節(jié)部而連結(jié)；張緊架設(shè)部件，其使相鄰的所述關(guān)節(jié)部彼此聯(lián)動(dòng)地旋轉(zhuǎn)；以及一個(gè)驅(qū)動(dòng)源，其只驅(qū)動(dòng)近端的所述關(guān)節(jié)部旋轉(zhuǎn)。
【專利說明】機(jī)器人手及機(jī)器人
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及機(jī)器人手及機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，已知如下機(jī)器人手:其設(shè)于機(jī)器人所具有的多關(guān)節(jié)臂的終端可動(dòng)部，用于把持作為把持對(duì)象物的工件。所述機(jī)器人手例如具有多個(gè)模擬人類手指的手指機(jī)構(gòu)，利用所述手指機(jī)構(gòu)夾入工件，由此進(jìn)行把持動(dòng)作。
[0003]然而，近些年，所述工件的形狀和尺寸的多樣性增加。因此，提出了如下技術(shù):該技術(shù)的目的是通過使上述手指機(jī)構(gòu)多關(guān)節(jié)化來提高手指機(jī)構(gòu)的自由度，以響應(yīng)工件的多樣性。
[0004]這里，在所述多關(guān)節(jié)化中，可以利用單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)源驅(qū)動(dòng)各個(gè)關(guān)節(jié)，但在該情況下，導(dǎo)致機(jī)器人手的自重增加，因此限制了能夠把持的工件的重量，不是優(yōu)選的。
[0005]因此，在專利文獻(xiàn)I和專利文獻(xiàn)2中，公開了具備所謂的欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)的機(jī)器人手，該動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)利用I個(gè)驅(qū)動(dòng)源的動(dòng)力使各關(guān)節(jié)聯(lián)動(dòng)地動(dòng)作。另外，所述機(jī)器人手借助齒輪系(以下，記作“齒輪系”)傳遞I個(gè)驅(qū)動(dòng)源的動(dòng)力，使各關(guān)節(jié)動(dòng)作，所述齒輪系配設(shè)成沿著相當(dāng)于上述手指機(jī)構(gòu)的手指主體或指狀構(gòu)件相互嚙合。
[0006]由此，機(jī)器人手能夠減少搭載的驅(qū)動(dòng)源的數(shù)量，實(shí)現(xiàn)輕量化。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)1:日本特開2010-064185號(hào)公報(bào)
[0009]專利文獻(xiàn)2:日本特開2008-049456號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]發(fā)明所要解決的課題
[0011]然而，在使用現(xiàn)有技術(shù)的情況下，由于作為動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)的齒輪系自身需要一定大小的配設(shè)空間，所以存在機(jī)器人手大型化的問題。
[0012]本發(fā)明公開的技術(shù)正是鑒于上述情況而完成的，其目的在于，提供小型且輕量，能夠可靠地把持各種各樣的工件的機(jī)器人手及機(jī)器人。
[0013]用于解決課題的技術(shù)方案
[0014]本申請(qǐng)公開的機(jī)器人手及機(jī)器人的特征在于，在一個(gè)方式中，具備:多個(gè)關(guān)節(jié)部，它們分別繞相互平行的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；多個(gè)連桿，它們經(jīng)由所述關(guān)節(jié)部而連結(jié)；張緊架設(shè)部件，其使相鄰的所述關(guān)節(jié)部的旋轉(zhuǎn)聯(lián)動(dòng)；以及一個(gè)驅(qū)動(dòng)源，其驅(qū)動(dòng)近端的所述關(guān)節(jié)部旋轉(zhuǎn)。
[0015]發(fā)明效果
[0016]根據(jù)本申請(qǐng)公開的機(jī)器人手及機(jī)器人的一個(gè)方式，小型且輕量，能夠可靠地把持各種各樣的工件。
【專利附圖】

【附圖說明】[0017]圖1A是具備實(shí)施例1的機(jī)器人手的機(jī)器人的側(cè)視圖。
[0018]圖1B是具備實(shí)施例1的機(jī)器人手的機(jī)器人的主視圖。
[0019]圖2是實(shí)施例1的機(jī)器人手的立體圖。
[0020]圖3是實(shí)施例1的機(jī)器人手所具備的手指機(jī)構(gòu)的主視圖。
[0021]圖4A是手指機(jī)構(gòu)的初始姿勢(shì)的側(cè)視圖。
[0022]圖4B是手指機(jī)構(gòu)的第I動(dòng)作姿勢(shì)的簡(jiǎn)略的側(cè)視圖。
[0023]圖4C是手指機(jī)構(gòu)的第2動(dòng)作姿勢(shì)的簡(jiǎn)略的側(cè)視圖。
[0024]圖5是實(shí)施例2的手指機(jī)構(gòu)的初始姿勢(shì)的側(cè)視圖。
[0025]圖6是實(shí)施例2的手指機(jī)構(gòu)的動(dòng)作姿勢(shì)的側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]以下，參照附圖，對(duì)本申請(qǐng)公開的機(jī)器人手及機(jī)器人的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。另夕卜，本發(fā)明不受以下示出的各實(shí)施例中的例示所限定。
[0027]另外，以下內(nèi)容中，在將機(jī)器人手看做人的手的情況下，相當(dāng)于手指的部件記作“手指機(jī)構(gòu)”。另外，“手指機(jī)構(gòu)”所含有的、與手指的可以說是連桿的指節(jié)對(duì)應(yīng)的部件記作“指節(jié)部”。另外，以下內(nèi)容中，對(duì)于相當(dāng)于拇指的結(jié)構(gòu)不包含在“手指機(jī)構(gòu)”中，特別記作“拇指部”。
[0028]另外，在以下內(nèi)容中，將在手指機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)安裝有圓形的帶輪的情況的實(shí)施例作為實(shí)施例1，將所述帶輪為非圓形的情況的實(shí)施例作為實(shí)施例2，分別進(jìn)行說明。
[0029]實(shí)施例1
[0030]首先，使用圖1A和圖1B對(duì)具備實(shí)施例1的機(jī)器人手的機(jī)器人的概略進(jìn)行說明。圖1A是具備實(shí)施例1的機(jī)器人手20的機(jī)器人10的側(cè)視圖，圖1B是具備實(shí)施例1的機(jī)器人手20的機(jī)器人10的主視圖。
[0031 ] 另外，在圖1A和圖1B中，為了容易理解說明，圖示出包含以鉛直方向?yàn)檎较虻腪軸的三維直角坐標(biāo)系。在以下的說明中使用的其他附圖中，也有示出所述直角坐標(biāo)系的情況。
[0032]另外，在以下內(nèi)容中存在如下情況:對(duì)于構(gòu)成為一對(duì)的結(jié)構(gòu)要素，僅對(duì)一對(duì)中的一方的各部件標(biāo)注標(biāo)號(hào)，對(duì)另一方省略了標(biāo)號(hào)的標(biāo)注。在該情況下，雙方的結(jié)構(gòu)相同。
[0033]如圖1A所示，實(shí)施例1的機(jī)器人10具備:主體部10a、臂部IOb和腳部10c。主體部IOa是機(jī)器人10的主體部分，是相當(dāng)于人的軀體的機(jī)構(gòu)。
[0034]臂部IOb是安裝于主體部IOa側(cè)面的所謂的多關(guān)節(jié)臂，在終端可動(dòng)部具有作為末端執(zhí)行器的機(jī)器人手20。腳部IOc是配置于主體部IOa的下部、用于使機(jī)器人10沿X軸方向行進(jìn)及繞與Z軸大致平行的軸線旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)。
[0035]另外，如圖1B所示，在從X軸的正方向觀察的情況下，機(jī)器人10具備一對(duì)臂部IOb0即，機(jī)器人10是所謂的雙臂機(jī)器人。另外，如圖1B所示，通過對(duì)臂部IOb覆蓋以FRP(Fiber Reinforced Plastics:纖維增強(qiáng)塑料)等為原材料的臂罩10b’，能夠保護(hù)臂部IOb的機(jī)構(gòu)部分。
[0036]另外，如圖1B所示，在臂罩10b’中能夠安裝壓力傳感器IOd和溫度傳感器(未圖示)等，例如檢測(cè)與障礙物的接觸等，從而能夠進(jìn)行以回避所述障礙物的方式移動(dòng)的控制。[0037]另外，如圖1B所示，機(jī)器人10能夠具備輸出顯示信息等的顯示監(jiān)視器IOe這種與用戶接口相關(guān)聯(lián)的各種設(shè)備。
[0038]接下來，使用圖2對(duì)實(shí)施例1的機(jī)器人手20的結(jié)構(gòu)例進(jìn)行說明。圖2是實(shí)施例1的機(jī)器人手20的立體圖。另外，圖2中示出了從X軸的正方向觀察機(jī)器人10 (參照?qǐng)D1B)的情況下的與左手對(duì)應(yīng)的機(jī)器人手20。
[0039]如圖2所示，實(shí)施例1的機(jī)器人手20安裝在臂部IOb的終端可動(dòng)部10ba。這里，終端可動(dòng)部IOba能夠繞圖2所示的軸線AXp旋轉(zhuǎn)。因此，機(jī)器人手20也與所述終端可動(dòng)部IOba的旋轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)地旋轉(zhuǎn)。
[0040]另外，如圖2所示，機(jī)器人手20具備手指機(jī)構(gòu)21和拇指部22。機(jī)器人手20將作為把持對(duì)象物的工件夾入所述手指機(jī)構(gòu)21和拇指部22之間，來把持所述工件。
[0041]另外，在以下內(nèi)容中，將把持工件時(shí)的手指機(jī)構(gòu)21的動(dòng)作方向、即手指機(jī)構(gòu)21之后要與工件接觸的朝向記作“握持方向”。另外，在以下內(nèi)容中存在如下情況，將向所述握持方向的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)記作“正轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)”，將與所述“正轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)”方向相反的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)記作“反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)”。
[0042]這里，使用圖3對(duì)機(jī)器人手20的結(jié)構(gòu)例，更詳細(xì)地講，特別對(duì)手指機(jī)構(gòu)21進(jìn)行說明。圖3是實(shí)施例1的機(jī)器人手20所具備的手指機(jī)構(gòu)21的主視圖。
[0043]如圖3所示，手指機(jī)構(gòu)21具備固定部21a、第I指節(jié)部21b和第2指節(jié)部21c。
[0044]固定部21a是固定于終端可動(dòng)部IOba (參照?qǐng)D2)的部件。在所述固定部21a配置有進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的致動(dòng)器21f。
[0045]第I指節(jié)部21b是相當(dāng)于與人的手指的根部對(duì)應(yīng)的指節(jié)的部件，具有二組軸支承部，這二組軸支承部具備用于降低摩擦的軸承(未圖示)。
[0046]而且，在二組軸支承部中的一組軸支承部軸支承有繞軸線AXxl的旋轉(zhuǎn)軸，該旋轉(zhuǎn)軸包含致動(dòng)器21f的輸出軸。另外，在以下內(nèi)容中，將包含所述軸支承部和繞軸線AXxl的旋轉(zhuǎn)軸的可動(dòng)機(jī)構(gòu)記作“第I關(guān)節(jié)部21d”。
[0047]S卩，第I指節(jié)部21b經(jīng)由第I關(guān)節(jié)部21d旋轉(zhuǎn)自如地連結(jié)于固定部21a。另外，在致動(dòng)器21f的輸出軸固定有驅(qū)動(dòng)帶輪21g。而且，在從X軸方向觀察的情況下，驅(qū)動(dòng)帶輪21g的形狀為圓形。
[0048]另外，能夠在固定部21a和第I指節(jié)部21b之間配置扭簧211，所述扭簧211作為對(duì)第I指節(jié)部21b向握持方向施力的施力部件。對(duì)于所述扭簧211，在后述的手指機(jī)構(gòu)21的動(dòng)作說明時(shí)詳細(xì)敘述。
[0049]另外，在上述二組軸支承部中的另一組軸支承部軸支承有第2指節(jié)部21c所具有的繞軸線AXx2的旋轉(zhuǎn)軸。另外，在以下內(nèi)容中，將包含所述軸支承部和繞軸線AXx2的旋轉(zhuǎn)軸的可動(dòng)機(jī)構(gòu)記作“第2關(guān)節(jié)部21e”。
[0050]S卩,第2指節(jié)部21c經(jīng)由第2關(guān)節(jié)部21e旋轉(zhuǎn)自如地連結(jié)于第I指節(jié)部21b。所述第2指節(jié)部21c是相當(dāng)于與人的指尖對(duì)應(yīng)的指節(jié)的部件。
[0051]另外，在所述第2指節(jié)部21c的旋轉(zhuǎn)軸的一端，以與上述驅(qū)動(dòng)帶輪21g排列設(shè)置的方式固定有從動(dòng)帶輪21h。而且，在從X軸方向觀察的情況下，從動(dòng)帶輪21h的形狀也是圓形。
[0052]而且，第I關(guān)節(jié)部21d和第2關(guān)節(jié)部21e之間通過張緊架設(shè)的線而連結(jié)。[0053]具體而言，如圖3所示，正轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)線21i以一端固定于驅(qū)動(dòng)帶輪21g、另一端固定于在第2指節(jié)部21c設(shè)置的終端部21k的方式張緊架設(shè)。此時(shí)，正轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)線21i在驅(qū)動(dòng)帶輪21g和從動(dòng)帶輪21h上分別向相同的方向卷繞而被固定成不打滑。
[0054]另外，同樣地，反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)線21 j以一端固定于驅(qū)動(dòng)帶輪21g、另一端固定于終端部21k的方式張緊架設(shè)。此時(shí)，反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)線21 j在驅(qū)動(dòng)帶輪21g和從動(dòng)帶輪21h上分別向與正轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)線21i相反的方向卷繞而被固定成不打滑。
[0055]由此，致動(dòng)器21f的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)不打滑地傳遞至第I關(guān)節(jié)部21d的旋轉(zhuǎn)軸和第2關(guān)節(jié)部2Ie的旋轉(zhuǎn)軸。
[0056]而且，在這樣將第I關(guān)節(jié)部2Id和第2關(guān)節(jié)部2Ie連結(jié)起來的情況下，通過致動(dòng)器21f的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)而在第I關(guān)節(jié)部21d和第2關(guān)節(jié)部21e分別產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩，是致動(dòng)器21f的輸出轉(zhuǎn)矩按照驅(qū)動(dòng)帶輪21g的半徑和從動(dòng)帶輪21h的半徑的比分配的。
[0057]另外，這里，舉出了將線張緊架設(shè)的例子，但只要是能夠張緊架設(shè)的張緊架設(shè)部件即可，也可以使用正時(shí)帶等。另外，在上述終端部21k不僅固定有正轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)線21i和反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)線21 j的一端，也可以包括調(diào)整兩條線的有效長(zhǎng)度的機(jī)構(gòu)。
[0058]接下來，使用圖4A、圖4B和圖4C對(duì)實(shí)施例1的機(jī)器人手20的動(dòng)作進(jìn)行說明。圖4A是手指機(jī)構(gòu)21的初始姿勢(shì)的側(cè)視圖。另外，圖4B是手指機(jī)構(gòu)21的第I動(dòng)作姿勢(shì)的簡(jiǎn)略的側(cè)視圖。另外，圖4C是手指機(jī)構(gòu)21的第2動(dòng)作姿勢(shì)的簡(jiǎn)略的側(cè)視圖。
[0059]另外，如圖4A?圖4C所示，在從X軸的正方向觀察的情況下，向握持方向的旋轉(zhuǎn)是指順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。
[0060]如圖4A所示，手指機(jī)構(gòu)21在未進(jìn)行把持動(dòng)作階段為如下的初始姿勢(shì):將第I關(guān)節(jié)部21d和第2關(guān)節(jié)部21e雙方的旋轉(zhuǎn)軸配置在與Z軸大致平行的軸線AXz上。
[0061]所述初始姿勢(shì)通過張緊架設(shè)的正轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)線21i和反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)線21j的張力來保持。而且，如已經(jīng)使用圖3所說明的那樣，第I指節(jié)部21b是將致動(dòng)器21f的輸出軸和第2指節(jié)部21c的旋轉(zhuǎn)軸分別利用對(duì)應(yīng)的軸支承部軸支承為旋轉(zhuǎn)自如的部件。
[0062]換句話說，第I指節(jié)部21b是即使所述雙方的軸旋轉(zhuǎn)，也不從動(dòng)于所述旋轉(zhuǎn)的部件。
[0063]然而，所述第I指節(jié)部21b借助所述正轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)線21i及反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)線21 j的張力，沿著軸線AXz固定朝向，從而可以看做第I指節(jié)部21b和第2指節(jié)部21c經(jīng)由驅(qū)動(dòng)帶輪21g和從動(dòng)帶輪21h而一體化。
[0064]這里，隨著把持動(dòng)作的開始，固定部21a的致動(dòng)器21f進(jìn)行正轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。所述致動(dòng)器2If的正轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)首先在第I關(guān)節(jié)部2Id產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。
[0065]然后，如圖4B所示，在第I關(guān)節(jié)部21d產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩使驅(qū)動(dòng)帶輪21g和與所述驅(qū)動(dòng)帶輪21g —體化的第I指節(jié)部21b及第2指節(jié)部21c以第I關(guān)節(jié)部21d的旋轉(zhuǎn)軸為中心，向握持方向300旋轉(zhuǎn)，直到第I指節(jié)部21b接觸工件100。
[0066]另外，為了方便以下的說明，如圖4B所示，將第I指節(jié)部21b的連桿長(zhǎng)定義為“LI”，將從第I關(guān)節(jié)部21d的旋轉(zhuǎn)軸到第I指節(jié)部21b中與工件100的接觸點(diǎn)即把持點(diǎn)kl的距離定義為“L’ 1”，將與工件100接觸時(shí)的第I關(guān)節(jié)部21d的旋轉(zhuǎn)角定義為“ Θ I”。
[0067]這里，在把持點(diǎn)kl處與工件100接觸的第I指節(jié)部21b被限制了活動(dòng)。而且，在所述狀態(tài)下，第I關(guān)節(jié)部21d的轉(zhuǎn)矩使正轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)線21i (參照?qǐng)D4A)卷繞于驅(qū)動(dòng)帶輪21g，借助在所述卷繞時(shí)施加的張力，向從動(dòng)帶輪21h傳遞驅(qū)動(dòng)帶輪21g的驅(qū)動(dòng)力。即，在第2關(guān)節(jié)部21e產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。
[0068]而且，如圖4C所示，在第2關(guān)節(jié)部21e產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩解除所述一體化，僅使第2指節(jié)部21c以第2關(guān)節(jié)部21e的旋轉(zhuǎn)軸為中心向握持方向400旋轉(zhuǎn)直到與工件100接觸。
[0069]而且，為了方便以下的說明，如圖4C所示，將從第2關(guān)節(jié)部21e的旋轉(zhuǎn)軸到第2指節(jié)部21c中與工件100的接觸點(diǎn)即把持點(diǎn)k2的距離定義為“L’2”，將與工件100接觸時(shí)的、以軸線AXyz為基準(zhǔn)的第2關(guān)節(jié)部21e的旋轉(zhuǎn)角定義為“ Θ 2”。
[0070]即，如從圖4A至圖4C所示，手指機(jī)構(gòu)21在進(jìn)行工件100的把持動(dòng)作時(shí)，從與手指的根部對(duì)應(yīng)的第I指節(jié)部21b至與指尖對(duì)應(yīng)的第2指節(jié)部21c依次進(jìn)行仿照工件100的形狀的“仿形動(dòng)作”。
[0071]利用所述“仿形動(dòng)作”，能夠在把持點(diǎn)kl和把持點(diǎn)k2等各點(diǎn)對(duì)工件100進(jìn)行多點(diǎn)支承，因此能夠可靠地把持各種形狀和尺寸的工件100。 [0072]另外，如圖4C所示，在設(shè)第I指節(jié)部21b的質(zhì)量為ml、第2指節(jié)部21c的質(zhì)量為m2、重力加速度為g的情況下，第I指節(jié)部21b和第2指節(jié)部21c分別與工件100接觸時(shí)的在第I關(guān)節(jié)部21d施加的轉(zhuǎn)矩Tl是例如基于把持點(diǎn)kl的轉(zhuǎn)矩和基于把持點(diǎn)k2的轉(zhuǎn)矩的總和，并能夠通過式(I)算出。
[0073][數(shù)學(xué)式I]
[0074]T1=Hi1.g.L' 1.cos Θ ^m2.g.(L1.cos Θ X+V 2.cos ( Θ ^ Θ 2)}...(I)
[0075]另外，同樣地在第2關(guān)節(jié)部21e施加的轉(zhuǎn)矩T2能夠通過例如式(2)算出。
[0076][數(shù)學(xué)式2]
[0077]T2=m2.g.L，2.cos ( Θ 丄+ θ 2)...(L)
[0078]然而，優(yōu)選的是，在手指機(jī)構(gòu)21進(jìn)行“仿形動(dòng)作”時(shí)，防止只有第2指節(jié)部21c先旋轉(zhuǎn)。換句話說，優(yōu)選的是，使一體化的第I指節(jié)部21b和第2指節(jié)部21c可靠地先旋轉(zhuǎn)。
[0079]這能夠通過將上述扭簧211 (參照?qǐng)D3)所具有的規(guī)定的作用力(B卩，彈性力)加到第I關(guān)節(jié)部21d的轉(zhuǎn)矩上來實(shí)現(xiàn)。具體而言，在設(shè)利用扭簧211的彈性力進(jìn)行施力的轉(zhuǎn)矩為Tb的情況下，
[0080][數(shù)學(xué)式3]
[0081 ] Tb > Iii1.g.L' 1.cos Θ ^m2.g.(L1.cos Θ「L，2.cos ( Θ ^ Θ 2)}...(3)
[0082]只要將具有滿足式(3)的條件的彈性力的扭簧211，以在初始姿勢(shì)積蓄彈性力并在動(dòng)作姿勢(shì)對(duì)第I指節(jié)部21b向握持方向300 (參照?qǐng)D4B)施力的方式，配置在固定部21a和第I指節(jié)部21b之間即可。
[0083]另外，使式(3)的右邊為最大是在從初始姿勢(shì)開始進(jìn)行把持動(dòng)作的情況。即，為受到重力的影響最大的COS Θ 1=1及cos ( θ 1+Θ 2)=1時(shí)，若將其應(yīng)用于式(3)的右邊，則能夠得到表示重力補(bǔ)償條件的式(4)。
[0084][數(shù)學(xué)式4]
[0085]Tb > Iii1.g, L' !十 m2.g.(L1-L' 2)...(4)
[0086]因此，通過具備具有滿足所述式(4)的條件的彈性力的扭簧211，能夠可靠地使手指機(jī)構(gòu)21進(jìn)行“仿形動(dòng)作”。
[0087]而且，處于圖4C所示的動(dòng)作姿勢(shì)的第I指節(jié)部21b的按壓力P1，能夠通過例如僅基于第I指節(jié)部21b在第I關(guān)節(jié)部21d施加的轉(zhuǎn)矩除以到把持點(diǎn)kl的距離L’ I的、以下的式(5)算出。
[0088][數(shù)學(xué)式5]
【權(quán)利要求】
1.一種機(jī)器人手，其特征在于，所述機(jī)器人手具備: 多個(gè)關(guān)節(jié)部，它們分別繞相互平行的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)； 多個(gè)連桿，它們經(jīng)由所述關(guān)節(jié)部而連結(jié)； 張緊架設(shè)部件，其使相鄰的所述關(guān)節(jié)部的旋轉(zhuǎn)聯(lián)動(dòng)；以及 一個(gè)驅(qū)動(dòng)源，其驅(qū)動(dòng)近端的所述關(guān)節(jié)部旋轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人手，其特征在于， 所述張緊架設(shè)部件與所述關(guān)節(jié)部的正反的旋轉(zhuǎn)方向?qū)?yīng)地分別設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)器人手，其特征在于， 在把持作為把持對(duì)象物的工件時(shí)，在所述連桿中的一個(gè)連桿由于與所述工件接觸而被限制了活動(dòng)的情況下，用于使與該連桿在遠(yuǎn)端側(cè)相鄰的所述連桿活動(dòng)的所述關(guān)節(jié)部相對(duì)于被限制了活動(dòng)的所述連桿旋轉(zhuǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)器人手，其特征在于， 所述機(jī)器人手還具備施力部件，所述施力部件具有基于所述連桿的自重和長(zhǎng)度而預(yù)先被調(diào)整為使所述關(guān)節(jié)部按照從所述近端至所述遠(yuǎn)端的順序旋轉(zhuǎn)的規(guī)定的作用力，并且借助所述規(guī)定的作用力對(duì)所述關(guān)節(jié)部的旋轉(zhuǎn)向握持方向施力。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人手，其特征在于， 所述多個(gè)關(guān)節(jié)部在所述旋轉(zhuǎn)軸的一端分別具有帶輪， 所述帶輪的形狀預(yù)先被調(diào)整為，在所述驅(qū)動(dòng)源的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)時(shí)，在所述關(guān)節(jié)部之間分配的該驅(qū)動(dòng)源的輸出轉(zhuǎn)矩的比隨著所述關(guān)節(jié)部的旋轉(zhuǎn)角的移位而始終恒定。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的機(jī)器人手，其特征在于， 所述機(jī)器人手還具備張力保持部件，該張力保持部件通過以規(guī)定的彈性力始終向所述張緊架設(shè)部件按壓，即使在所述旋轉(zhuǎn)角移位的情況下，也消除所述張緊架設(shè)部件的松弛從而保持張力。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)器人手，其特征在于， 所述張緊架設(shè)部件是線或正時(shí)帶。
8.—種機(jī)器人,其特征在于， 所述機(jī)器人具有機(jī)器人手， 所述機(jī)器人手具備: 多個(gè)關(guān)節(jié)部，它們分別繞相互平行的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)； 多個(gè)連桿，它們經(jīng)由所述關(guān)節(jié)部而連結(jié)； 張緊架設(shè)部件，其使相鄰的所述關(guān)節(jié)部的旋轉(zhuǎn)聯(lián)動(dòng)；以及 一個(gè)驅(qū)動(dòng)源，其驅(qū)動(dòng)近端的所述關(guān)節(jié)部旋轉(zhuǎn)。
【文檔編號(hào)】B25J15/08GK103702804SQ201180072173
【公開日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2011年7月12日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月12日
【發(fā)明者】赤江裕光 申請(qǐng)人:株式會(huì)社安川電機(jī)