機器人手以及機器人的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及機器人手以及機器人。本發(fā)明實現(xiàn)能夠使手指在關節(jié)部分朝多個方向動作并且構造簡單且小型的機器人手。將長條形狀的第二部件經(jīng)由連結部件安裝于第一部件。相對于第一部件而言，連結部件能夠繞相對于第二部件的長邊方向交叉方向的第一軸旋轉，相對于第二部件而言，連結部件能夠繞與長邊方向以及第一軸方向中的任一方向均交叉的第二軸旋轉。而且，在第一部件設置第一驅動部，該第一驅動部驅動連結部件以使其繞第一軸旋轉；在第二部件設置第二驅動部，該第二驅動部驅動連結部件以使其繞第二軸旋轉。這樣，能夠實現(xiàn)使第一部件和第二部件不僅能夠繞第一軸旋轉還能夠繞第二軸旋轉并構造簡單且小型的機器人手。
【專利說明】機器人手以及機器人

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及機器人手以及機器人。

【背景技術】
[0002]公知有能夠使用手指把持對象物的機器人手。在該機器人手中，通過使手指在關節(jié)部分彎曲從而把持對象物。另外，這里所說的“彎曲方向”是指人在把持對象物時手指彎曲的方向。為了能夠利用機器人手把持各種對象物，優(yōu)選形成如下關節(jié)，即，不僅使手指在關節(jié)部分朝彎曲方向動作，還要使手指朝與彎曲方向不同的方向動作。
[0003]因此，提出了如下技術，S卩，將使手指朝彎曲方向動作的第二關節(jié)軸和使手指連同第二關節(jié)軸一起朝與彎曲方向不同的方向旋轉的第一關節(jié)軸組合從而形成關節(jié)(專利文獻I)。
[0004]專利文獻1:日本特開2004-009281號公報
[0005]然而，在所提出的技術中，在固定于裝置主體側的第一關節(jié)軸外嵌有主關節(jié)部，在主關節(jié)部的外周部，以能夠轉動的方式軸支承有圓弧形狀的第二關節(jié)可動部。而且，使用第一馬達使主關節(jié)部繞第一關節(jié)軸旋轉動作，并且使用線性步進馬達使第二關節(jié)可動部轉動。因此，存在關節(jié)部分的構造變得復雜，導致機器人手大型化的問題。


【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有技術中存在的上述問題而完成的，其目的在于提供一種能夠使手指在關節(jié)部分朝多個方向動作并且能夠實現(xiàn)構造簡單且小型的機器人手的技術。
[0007]為了解決上述問題的至少一部分，本發(fā)明的機器人手采用了以下結構。即，其特征在于，具備:第一部件；長條形狀的第二部件；連結部件，其以繞與上述第二部件的長邊方向交叉的第一軸旋轉的方式安裝于上述第一部件，并且以繞與上述長邊方向以及上述第一軸的方向中的任一方向交叉的第二軸旋轉的方式安裝于上述第二部件；第一驅動部，其設置于第一部件，并且驅動上述連結部件以使其繞上述第一軸旋轉；以及第二驅動部，其設置于第二部件，并且驅動上述連結部件以使其繞上述第二軸旋轉。
[0008]在這種本發(fā)明的機器人手中，具有長邊方向的形狀的第二部件經(jīng)由連結部件安裝于第一部件。另外，連結部件以能夠相對于第一部件繞與第二部件的長邊方向交叉的第一軸旋轉的方式安裝，并且能夠使用設置于第一部件的第一驅動部來驅動連結部件以使其繞第一軸旋轉。而且，連結部件以能夠相對于第二部件繞與長邊方向以及第一軸方向中的任一方向均交叉的第二軸旋轉的方式安裝，并且能夠使用設置于第二部件的第二驅動部來驅動連結部件以使其繞第二軸旋轉。因此，使第一部件和第二部件不僅能夠繞第一軸旋轉還能夠繞第二軸旋轉，并且能夠實現(xiàn)構造簡單且小型的機器人手。
[0009]另外，在上述本發(fā)明的機器人手中，也可以使第二部件的長邊方向、第一軸以及第二軸相互正交。
[0010]這樣，使第二部件繞第一軸旋轉時的移動方向與使第二部件繞第二軸旋轉時的移動方向彼此關系獨立，在伴隨著繞第一軸旋轉的移動方向中，不包含伴隨著繞第二軸旋轉的移動方向的成分。因此，能夠簡化使連結部件繞第一軸旋轉的第一驅動部以及使連結部件繞第二軸旋轉的第二驅動部的控制。
[0011]另外，在上述本發(fā)明的機器人手中，也可以將第一軸或者第二軸中的一方設置于從第二部件的以正交于長邊方向的平面設定的剖面的矩心偏離的位置。
[0012]在第一軸以及第二軸相對于第二部件的以正交于長邊方向的平面設定的剖面的矩心不發(fā)生偏離的情況下，第二部件的剖面形成為相對于第一軸以及第二軸中的任一個均不偏離的形狀。因此，無論旋轉方向如何，第二部件相對于任一個軸的可動范圍都大致相同。與此相對，若使第一軸或者第二軸中的一方從第二部件的剖面的矩心偏離，則形成為相對于偏離的軸朝一方偏的剖面形狀。因此，對于偏離的軸而言，能夠擴大第二部件朝偏離的方向的可動范圍。
[0013]另外，在上述本發(fā)明的機器人手中，第一部件也可以是長條形狀的部件。
[0014]這樣，能夠實現(xiàn)在用于使機器人手的指部彎曲的關節(jié)也能夠朝彎曲以外的方向彎曲的機器人手。
[0015]另外，在上述本發(fā)明的機器人手中，第一驅動部以及第二驅動部也可以是含有壓電材料的振動體。
[0016]這樣，由于能夠將第一驅動部以及第二驅動部形成為小型，所以能夠實現(xiàn)機器人手的小型化。另外，在采用了使振動體振動從而進行驅動的方式的情況下，在未使第一驅動部振動期間，連結部件不繞第一軸旋轉，在未使第二驅動部振動期間，連結部件不繞第二軸旋轉。因此，不需要用于維持相同姿勢的電力，從而能夠實現(xiàn)省電。
[0017]另外，在上述本發(fā)明的機器人手中，也可以具備將來自第一驅動部的旋轉減速的第一減速機構。
[0018]這樣，能夠使第一驅動部所產(chǎn)生的驅動力增大并向連結部件傳遞。另外，由于第一驅動部的動作減速并向連結部件傳遞，所以還能夠控制連結部件的細微動作。
[0019]另外，在上述本發(fā)明的機器人手中，也可以具備將來自第二驅動部的旋轉減速的第二減速機構。
[0020]這樣，能夠使第二驅動部所產(chǎn)生的驅動力增大并向連結部件傳遞。另外，由于第二驅動部的動作減速并向連結部件傳遞，所以還能夠控制連結部件的細微動作。
[0021]另外，還能夠以如下方式來掌握本發(fā)明的機器人手。即，機器人手的特征在于，具備:第一部件；長條形狀的第二部件；連結部件，其連結上述第一部件和上述第二部件;第一軸，其連結上述第一部件和上述連結部件，并且與上述第二部件的長邊方向交叉；第二軸，其連結上述第二部件和上述連結部件，并且與上述長邊方向以及上述第一軸中的任一個均交叉；第一驅動部，其設置于第一部件，并且驅動上述連結部件以使其繞上述第一軸旋轉；以及第二驅動部，其設置于第二部件，并且驅動上述連結部件以使其繞上述第二軸旋轉。
[0022]或者，還能夠以如下方式來掌握本發(fā)明的機器人手。即，機器人手的特征在于，具備:第一部件；長條形狀的第二部件；連結部件，其連結上述第一部件和上述第二部件；第一振動體，其設置于上述第一部件，并且進行彎曲方向以及伸縮方向的振動；第一軸，其連結上述第一部件和上述連結部件，并且與上述第一振動體的上述伸縮方向交叉；第二軸，其連結上述第二部件和上述連結部件，并且與上述長邊方向以及上述第一振動體的上述伸縮方向中的任一個均交叉；以及第二振動體，其設置于上述第二部件，并且進行彎曲方向以及伸縮方向的振動，且上述彎曲方向以及上述伸縮方向與上述第二軸交叉，上述第一振動體驅動上述連結部件以使其繞上述第一軸旋轉，上述第二振動體驅動上述連結部件以使其繞上述第二軸旋轉。
[0023]以上述方式掌握的本發(fā)明的機器人手也能夠使第一部件和第二部件不僅繞第一軸旋轉，還能夠使第一部件和第二部件繞第二軸旋轉。此外，能夠實現(xiàn)構造簡單且小型的機器人手。
[0024]另外，上述本發(fā)明的機器人手能夠使第一部件和第二部件繞第一軸以及第二軸旋轉并且能夠形成為小型。因此，能夠通過將本發(fā)明的機器人手搭載于機器人，從而實現(xiàn)高性能的機器人。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1是示出了本實施例的機器人手的外觀形狀的說明圖。
[0026]圖2是示出了本實施例的機器人手的指部構造的說明圖。
[0027]圖3是示出了驅動指部的壓電馬達的構造的立體圖。
[0028]圖4是示出了壓電馬達的動作原理的說明圖。
[0029]圖5是示出了本實施例的機器人手彎曲以及伸長指部的動作的說明圖。
[0030]圖6是示出了本實施例的機器人手左右傾斜指部的動作的說明圖。
[0031]圖7是示出了第一變形例的機器人手的關節(jié)部構造的說明圖。
[0032]圖8是示出了第二變形例的機器人手的指部構造的說明圖。
[0033]圖9是示出了第三變形例的機器人手的指部構造的說明圖。
[0034]圖10是示出了第四變形例的機器人手的指部構造的說明圖。
[0035]圖11是例示了將實施例、變形例的機器人手搭載于臂的前端的機器人的說明圖。

【具體實施方式】
[0036]圖1是示出了本實施例的機器人手10的外觀形狀的說明圖。如圖所示，本實施例的機器人手10是在掌部150設置有5根指部100的構造。另外，每根指部100具備大致圓柱形狀的指尖部件120、大致圓柱形狀的中間部件110以及將中間部件110連結于掌部150的連結部件130。詳細內容后述，指尖部件120的一端被軸支承為能夠沿彎曲方向相對于中間部件110的一端旋轉，并且在指尖部件120與中間部件110之間形成有關節(jié)構造。另外，中間部件110的另一端被軸支承為能夠沿彎曲方向相對于其它中間部件110的一端旋轉，在中間部件I1與中間部件110之間也形成有關節(jié)構造。而且，通過經(jīng)由連結部件130連結中間部件110與掌部150，從而形成能夠在兩個方向旋轉的關節(jié)構造。
[0037]另外，在需要對設置于指部100的兩個中間部件110進行區(qū)別的情況下，將在與指尖部件120之間形成關節(jié)構造的中間部件110稱為前端側中間部件110a，將在與前端側中間部件IlOa之間形成關節(jié)構造的中間部件110稱為根部側中間部件110b。另外，將4根指部100并排的方向(圖1的紙面上的左右方向)稱為“側面方向”，將圖1中所顯示的一側稱為“腹側”，將圖1中未顯示的一側稱為“背側”。而且，將連結“腹側”與“背側”的方向(圖I的紙面上與紙面呈直角的方向)稱為“表里方向”。另外，在本實施例中，掌部150與本發(fā)明的“第一部件”對應，根部側中間部件IlOb與本發(fā)明的“第二部件”對應。
[0038]圖2是示出了搭載于本實施例的機器人手10的指部100的構造的說明圖。另外，在圖2中，利用食指進行說明，但關于其它4根手指也是一樣的。圖2 (a)示出了從腹側觀察指部100的狀態(tài)，圖2 (b)示出了從側面方向觀察指部100的狀態(tài)。
[0039]首先，對形成于指尖部件120與前端側中間部件IlOa之間的關節(jié)構造進行說明。如圖所示，半圓的圓板形狀的被驅動部112朝向指尖部件120突出地設置在前端側中間部件IlOa的端面的大致中央，在被驅動部112的圓板形狀的中心位置插通有關節(jié)軸116。另夕卜，從指尖部件120朝向被驅動部112的兩側突出地設置有軸支承部114，插通于被驅動部112的關節(jié)軸116的兩端被軸支承部114軸支承。因此，指尖部件120和前端側中間部件IlOa以能夠繞關節(jié)軸116 (彎曲方向)旋轉的方式連接。而且，在指尖部件120的內部收納有后述的壓電馬達200。如后所述，在壓電馬達200設置有凸部212(參照圖3)，該凸部212成為被按壓于被驅動部112的狀態(tài)。
[0040]形成于前端側中間部件I1a與根部側中間部件IlOb之間的關節(jié)構造也與上述關節(jié)構造相同。即，在根部側中間部件IlOb的端面突出地設置有被驅動部112，在被驅動部112插通有關節(jié)軸116。另外，從前端側中間部件IlOa突出地設置有軸支承部114，插通于被驅動部112的關節(jié)軸116的兩端被軸支承部114軸支承。因此，前端側中間部件IlOa和根部側中間部件IlOb以能夠繞關節(jié)軸116 (彎曲方向)旋轉的方式連接。而且，在前端側中間部件IlOa的內部收納有壓電馬達200，壓電馬達200的凸部212 (參照圖3)被按壓于被驅動部112。
[0041]連結部件130形成為將呈半圓的圓板形狀的第一被驅動部132和呈半圓的圓板形狀的第二被驅動部134組合而成的形狀。另外，第一被驅動部132和第二被驅動部134形成如下位置關系:在使圓弧形狀的部分朝向相反方向的狀態(tài)(因此，使半圓的直徑側部分背靠背的狀態(tài))下，將第一被驅動部132和第二被驅動部134扭轉90度。
[0042]在第二被驅動部134的直徑方向的兩側突出地設置有第二軸136，通過兩個從根部側中間部件IlOb的端面突出地設置的軸支承部114分別軸支承每個第二軸136。因此，連結部件130和根部側中間部件IlOb能夠繞第二軸136 (彎曲方向)旋轉。同樣，在第一被驅動部132的直徑方向的兩側也突出地設置有第一軸138，通過兩個從掌部150突出地設置的軸支承部152，分別軸支承每個第一軸138。因此，連結部件130和掌部150能夠繞第一軸138旋轉。而且，在根部側中間部件IlOb的內部以及掌部150的內部分別收納有壓電馬達200。其中，收納于根部側中間部件IlOb的壓電馬達200的凸部212 (參照圖3)被按壓于第一被驅動部132，收納于掌部150的壓電馬達200的凸部212被按壓于第二被驅動部134。
[0043]另外，在本實施例中，收納于掌部150的壓電馬達200對應于本發(fā)明的“第一驅動部”、“振動體”以及“第一振動體”，收納于根部側中間部件IlOb的壓電馬達200對應于本發(fā)明的“第二驅動部”、“振動體”以及“第二振動體”。另外，由于第一被驅動部132和第二被驅動部134成為扭轉90度的位置關系，所以突出地設置于第一被驅動部132的直徑方向兩側的第一軸138和突出地設置于第二被驅動部134的直徑方向兩側的第二軸136彼此正交。而且，第一軸138以及第二軸136也與形成為大致圓柱形狀的根部側中間部件IlOb的中心軸L正交。
[0044]圖3是示出了收納于指尖部件120、中間部件110、掌部150的壓電馬達200的構造的立體圖。如圖所示，壓電馬達200呈立方體形狀，并形成為在含有壓電材料并形成為板狀的2片壓電元件(表壓電元件220、里壓電元件221)之間夾著由金屬平板形成的墊板210而貼合成的層疊構造。另外，以下，將壓電馬達200的長邊方向稱為X方向。另外，如圖中所示，將與X方向正交的壓電馬達200的短邊方向稱為Y方向，將與X方向以及Y方向正交的壓電馬達200的厚度方向稱為Z方向。
[0045]在表壓電元件220的與墊板210接觸的面的相反一側的面(上表面)設置有用于向表壓電兀件220施加電壓的表電極222,如圖3所不，以將表壓電兀件220的上表面按格子狀一分為四的方式設置有4個矩形形狀的表電極222。另外，雖然省略了圖示，但在里壓電元件221的、與墊板210接觸的面的相反一側的面(下表面)，同樣也以將該下表面按格子狀一分為四的方式設置有4個矩形形狀的里電極223。另外，金屬制的墊板210不僅加強壓電元件(表壓電元件220、里壓電元件221)，還具有作為用于向表壓電元件220以及里壓電元件221施加電壓的共用電極的作用，上述墊板210被接地。
[0046]在壓電馬達200的長邊方向(X方向)的端部設置有凸部212。另外，在壓電馬達200的朝向短邊方向(Y方向)的兩側面設置有一對支承部214，該對支承部214用于將壓電馬達200在朝向設置有凸部212—側施力的狀態(tài)下支承。上述凸部212以及支承部214與墊板210形成為一體。
[0047]圖4是表示壓電馬達200的動作原理的說明圖。通過在以恒定周期向壓電馬達200的表電極222以及里電極223施加電壓時壓電馬達200的凸部212進行橢圓運動，從而壓電馬達200動作。壓電馬達200的凸部212進行橢圓運動的理由如下。其中，由于設置于表壓電元件220的表電極222和設置于里壓電元件221的里電極223關于X — Y平面面對稱且基本相同，所以這里以表電極222為例進行說明。
[0048]首先，眾所周知，包含壓電材料的壓電元件(表壓電元件220、里壓電元件221)具有在施加正電壓時伸長的性質。因此，如圖4 (a)所示，若反復進行在對4個表電極222全部施加正電壓之后解除施加電壓，則壓電馬達200 (表壓電元件220)反復進行沿長邊方向(X方向)伸縮的動作。將壓電馬達200像這樣沿長邊方向(X方向)反復伸縮的動作稱為“縱振動”。以下，將壓電馬達200伸縮的方向(圖中的±X方向)稱為“伸縮方向”。另外，若改變施加正電壓的頻率,則在達到某一特定頻率時伸縮量急劇變大,從而產(chǎn)生一種共振現(xiàn)象。通過縱振動產(chǎn)生共振的頻率(共振頻率)由表壓電元件220的物質特性、表壓電元件220的尺寸(寬度W、長度L、厚度T)決定。
[0049]另外，如圖4 (b)或圖4 (C)所示，將相互位于對角線位置的兩個表電極222作為一組(表電極222a以及表電極222d的組，或表電極222b以及表電極222c的組)，以恒定周期施加正電壓。于是，壓電馬達200 (表壓電元件220)反復進行長邊方向(X方向)的前端部(設置有凸部212的部分)朝附圖上的左右方向(Y方向)擺頭的動作。例如，如圖4 (b)示，若對表電極222a以及表電極222d的組以恒定周期施加正電壓，則壓電馬達200反復進行長邊方向的前端部朝右方移動的動作。另外，如圖4 (c)不,若對表電極222b以及表電極222c的組以恒定周期施加正電壓，則壓電馬達200反復進行長邊方向的前端部朝左方移動的動作。將這種壓電馬達200的動作稱為“彎曲振動”。以下，將壓電馬達200進行彎曲振動的方向(圖中的土Y方向)稱為“彎曲方向”。這種彎曲振動也存在由表壓電元件220的物質特性、表壓電元件220的尺寸(寬度W、長度L、厚度T)決定的共振頻率。因此，若以其共振頻率對相互位于對角線位置的兩個表電極222施加正電壓，則壓電馬達200以朝向右方或左方(Y方向)大幅度地擺頭的方式振動。
[0050]這里，圖4 Ca)所示的縱振動的共振頻率以及圖4 (b)或圖4 (C)所示的彎曲振動的共振頻率也由表壓電元件220的物質特性、表壓電元件220的尺寸(寬度W、長度L、厚度T)決定。因此，若適當選擇表壓電元件220的尺寸(寬度W、長度L、厚度T)，就能夠使兩個共振頻率一致。而且,若以共振頻率對這種表壓電元件220施加如圖4 (b)或圖4 (c)所示的彎曲振動方式的電壓，則在產(chǎn)生圖4 (b)或圖4 (c)所示的彎曲振動的同時，也會由共振引起圖4 (a)的縱振動。其結果是，在圖4 (b)所示的狀態(tài)下對表電極222a以及表電極222d的組施加了電壓的情況下，壓電馬達200的前端部(設置有凸部212的部分)進行附圖上的順時針方向描繪橢圓的動作(橢圓運動)。另外，在圖4 (c)所示的狀態(tài)下對表電極222b以及表電極222c的組施加電壓的情況下，壓電馬達200的前端部進行附圖上的逆時針方向的橢圓運動。另外，在以上的說明中，對向表電極222施加正電壓的例子進行了說明。然而，眾所周知，根據(jù)施加負電壓，壓電材料也會變形。因此，可以通過對表電極222施加負電壓從而產(chǎn)生彎曲振動(以及縱振動)，也可以通過施加使正電壓和負電壓反復的交變電壓從而產(chǎn)生彎曲振動(以及縱振動)。另外，在上述說明中，對施加共振頻率的電壓的例子進行了說明。然而，只要施加包含了共振頻率的波形的電壓即可，例如也可以是脈沖狀的電壓。并且，針對里壓電元件221，也可以與表壓電元件220同樣地通過對里電極223施加電壓從而產(chǎn)生彎曲振動以及縱振動。
[0051]壓電馬達200利用這種橢圓運動驅動被驅動體。即，在將壓電馬達200的凸部212按壓于被驅動體的狀態(tài)下產(chǎn)生橢圓運動。于是，凸部212反復進行如下動作:在壓電馬達200伸長時，以被按壓于被驅動體的狀態(tài)從左向右(或從右向左)移動，在壓電馬達200收縮時，以從被驅動體離開的狀態(tài)恢復到初始位置。其結果是，被驅動體通過從凸部212受到的摩擦力而朝一方向被驅動。
[0052]圖5是示出了從側面方向觀察指部100時彎曲指部100的動作的說明圖。例如，由于收納于指尖部件120的壓電馬達200的凸部212被按壓于被驅動部112，所以若驅動壓電馬達200，則能夠使指尖部件120相對于被驅動部112，朝向粗線的箭頭所示的方向繞關節(jié)軸116旋轉。收納于前端側中間部件IlOa的壓電馬達200也同樣能夠通過驅動壓電馬達200，來使前端側中間部件IlOa相對于被驅動部112，朝向粗線的箭頭所示的方向繞關節(jié)軸116旋轉。而且，收納于根部側中間部件IlOb的壓電馬達200也同樣能夠通過驅動壓電馬達200，來使根部側中間部件IlOb相對于第一被驅動部132，朝向粗線的箭頭所示的方向繞第二軸136旋轉。其結果是，若驅動各個壓電馬達200，則如圖中的虛線所示那樣能夠使指部100整體彎曲。另外，若反向驅動壓電馬達200，則也能夠使彎曲的指部100伸長。
[0053]另外，在圖5中，以同時且朝相同方向驅動收納于指尖部件120、前端側中間部件110a、根部側中間部件IlOb的全部壓電馬達200為例進行了說明，但也可以驅動一部分壓電馬達200，或者也可以使一部分壓電馬達200相對于其它壓電馬達200反向驅動。
[0054]圖6是示出了從腹側觀察指部100時左右傾斜指部100的動作的說明圖。在左右傾斜指部100的情況下，使用收納于掌部150的壓電馬達200，來使連結部件130的第二被驅動部134朝向粗線的箭頭所示的方向繞第一軸138旋轉。這樣操作時，能夠如圖中粗虛線所示那樣使指部100整體傾斜。另外，若反向驅動壓電馬達200，則能夠如圖中細虛線所示那樣使指部100反向傾斜。而且，在朝任意方向驅動壓電馬達200而使指部100傾斜后，若反向驅動壓電馬達200，則能夠使傾斜了的指部100返回初始狀態(tài)。另外，雖然在圖6中示出了在不彎曲指部100的狀態(tài)下使指部100左右傾斜的樣子，但當然也能夠在如圖5所示那樣彎曲了指部100的狀態(tài)下(或彎曲的同時)，使指部100左右傾斜。
[0055]如以上說明那樣，在本實施例的機器人手10中，指部100(詳細地說是根部側中間部件IlOb)與掌部150之間的關節(jié)部分能夠如圖5所示那樣繞第二軸136 (彎曲方向)旋轉以及如圖6所示那樣繞第一軸138 (左右方向)旋轉。因此，使各個指部100更加靈活地動作，從而能夠把持復雜的對象物。然而，形成為指部100(詳細地說是根部側中間部件IlOb)與掌部150經(jīng)由連結部件130連結并且在指部100 (詳細地說是根部側中間部件IlOb)以及掌部150分別收納有壓電馬達200的簡單構造。因此，能夠實現(xiàn)關節(jié)部分的小型化，其結果是，能夠避免機器人手10的大型化。
[0056]另外，在上述實施例中，以將連結部件130的第二軸136設置于形成為大致圓柱形狀的根部側中間部件IlOb的大致中心軸L上為例進行了說明。然而，也可以將第二軸136設置在相對于根部側中間部件IlOb的中心軸L偏離(offset)的位置。這樣，能夠在使第二軸136偏離的方向擴大關節(jié)的可動范圍。以下結合附圖對此進行說明。
[0057]圖7是使連結部件130的第二軸136偏離的第一變形例的說明圖。另外，在圖7Ca)中示出了從側面方向觀察掌部150、連結部件130以及根部側中間部件IlOb部分的狀態(tài)，省略了關于前端側中間部件110a、指尖部件120的圖示。另外，在圖7 (b)中示出了在圖中從箭頭P方向觀察的狀態(tài)。另外，在圖7 (b)中也省略了關于前端側中間部件110a、指尖部件120的圖示。如圖7 (b)所示，第一變形例的第二軸136從根部側中間部件IlOb的由正交于中心軸L的平面獲取的剖面的矩心位置G朝腹側方向偏離距離F。在這樣使第二軸136偏離的狀態(tài)下，根部側中間部件IlOb朝彎曲方向的可動極限成為在圖7 (a)中以點劃線所示的位置。
[0058]作為參考，在圖7 (C)中示出了未使連結部件130的第二軸136偏離的本實施例。另外，在圖7 (d)中示出了從圖7 (c)中的箭頭Q方向觀察的狀態(tài)。如圖7 (d)所示，作為參考示出的本實施例的第二軸136未從根部側中間部件IlOb的中心軸偏離。另外，在該情況下，根部側中間部件IlOb朝彎曲方向的可動極限成為在圖7 (c)中點劃線所示的位置。而且，比較圖7 (a)的可動極限與圖7 (c)的可動極限可知，能夠通過使第二軸136偏離來擴大朝向偏離側的可動極限。
[0059]另外，在上述實施例中，以通過驅動收納于根部側中間部件IlOb的壓電馬達200來彎曲或伸長根部側中間部件IlOb (參照圖5)，并且通過驅動收納于掌部150的壓電馬達200來使指部100整體朝左右方向傾斜(參照圖6)為例進行了說明。然而，如圖8所示，還能夠通過驅動收納于掌部150的壓電馬達200來彎曲或伸長根部側中間部件110b，并且通過驅動收納于根部側中間部件IlOb的壓電馬達200來使指部100整體朝左右方向傾斜。
[0060]S卩，在圖8所示的第二變形例中，使連結部件130相對于掌部150旋轉的第一軸138朝向指部100的側面方向(圖8 (a)中的左右方向。圖8 (b)中的與紙面呈直角的方向)設置。另外，使根部側中間部件IlOb相對于連結部件130旋轉的第二軸136朝向指部100的表里方向(圖8 (a)中的與紙面呈直角的方向。圖8 (b)中的左右方向)設置。與此相對應，圖8的第二變形例的軸支承部114、軸支承部152、第一被驅動部132、第二被驅動部134的位置關系相對于圖2的本實施例變更為，以根部側中間部件IlOb的中心軸L為中心旋轉90度。
[0061 ] 另外，在上述實施例以及變形例中，以壓電馬達200直接驅動連結部件130的第一被驅動部132、第二被驅動部134為例進行了說明。然而，壓電馬達200也可以經(jīng)由減速機構驅動第一被驅動部132、第二被驅動部134。
[0062]圖9是例示出壓電馬達200經(jīng)由減速機構驅動第一被驅動部132、第二被驅動部134的第三變形例的說明圖。在圖9中，針對第三變形例的指部100，將掌部150、連結部件130、根部側中間部件110b、前端側中間部件IlOa部分放大表示。如圖所示，在第三變形例中，在收納于掌部150的壓電馬達200與連結部件130的第二被驅動部134之間設置有第一減速機構140。第一減速機構140是通過將小轉子140a和比小轉子140a半徑大的大轉子140b同軸組裝從而構成的。而且，若壓電馬達200驅動大轉子140b，則其動作經(jīng)由小轉子140a以減速了的狀態(tài)向第二被驅動部134傳遞。因此，增大壓電馬達200的力，從而能夠使根部側中間部件IlOb (以及前端側中間部件110a、指尖部件120)繞第一軸138 (彎曲方向)旋轉。
[0063]另外，在收納于根部側中間部件IlOb的壓電馬達200與連結部件130的第一被驅動部132之間設置有第二減速機構142。第二減速機構142是通過將小轉子142a和比小轉子142a半徑大的大轉子142b同軸組裝從而構成的。而且，若壓電馬達200驅動大轉子142b，則其動作經(jīng)由小轉子140a以減速了的狀態(tài)向第一被驅動部132傳遞。因此，增大壓電馬達200的力，從而能夠使根部側中間部件IlOb (以及前端側中間部件110a、指尖部件120)繞第二軸136 (左右方向)旋轉。
[0064]另外，在上述實施例以及變形例中，對如下例子進行了說明，即，在指尖部件120與前端側中間部件IlOa之間、在前端側中間部件IlOa與根部側中間部件IlOb之間沒有設置連結部件130，因此在上述部分能夠朝彎曲方向旋轉，但無法朝左右方向旋轉。然而，也可以如圖10例示出的第四變形例那樣在指尖部件120與前端側中間部件IlOa之間、在前端側中間部件IlOa與根部側中間部件IlOb之間也經(jīng)由連結部件130連結。這樣，即使是在指尖部件120與前端側中間部件IlOa之間的關節(jié)部分、在前端側中間部件IlOa與根部側中間部件IlOb之間的關節(jié)部分，也能夠朝彎曲方向以及左右方向旋轉。另外，在上述的第三變形例中，根部側中間部件IlOb與本發(fā)明的“第一部件”對應，前端側中間部件IlOa與本發(fā)明的“第二部件”對應。
[0065]圖11是例示了將實施例、變形例的機器人手10搭載于臂300的前端的機器人400的說明圖。如上所述，本實施例以及變形例的機器人手10能夠使指部100靈活地動作，并且能夠實現(xiàn)機器人手10的小型化。因此，能夠實現(xiàn)高性能的機器人400。
[0066]以上，雖然針對本發(fā)明的機器人手以及機器人進行了說明，但本發(fā)明不限定于上述實施例、變形例，在不脫離其主旨的范圍內能夠以各種實施方式實施本發(fā)明。
[0067]附圖標記說明
[0068]10…機器人手；100…指部；110…中間部件；112…被驅動部；114…軸支承部；116…關節(jié)軸；120…指尖部件；130…連結部件；132…第一被驅動部；140…第一減速機構；142…第二減速機構；134…第二被驅動部；136…第二軸；138…第一軸;150…掌部;152…軸支承部；200…壓電馬達；212…凸部；220…表壓電兀件；221…里壓電兀件；222…表電極；223…里電極； 300…臂；400…機器人。
【權利要求】
1.一種機器人手,其特征在于,具備: 第一部件； 長條形狀的第二部件； 連結部件，其以繞與所述第二部件的長邊方向交叉的第一軸旋轉的方式安裝于所述第一部件，并且以繞與所述長邊方向以及所述第一軸的方向中的任一方向均交叉的第二軸旋轉的方式安裝于所述第二部件； 第一驅動部，其設置于所述第一部件，并且驅動所述連結部件以使其繞所述第一軸旋轉；以及 第二驅動部，其設置于所述第二部件，并且驅動所述連結部件以使其繞所述第二軸旋轉。
2.根據(jù)權利要求1所述的機器人手，其特征在于， 所述第二部件的長邊方向、所述第一軸以及所述第二軸相互正交。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的機器人手，其特征在于， 所述第一軸或 者所述第二軸的一方設置于從所述第二部件的由正交于所述長邊方向的平面設定的剖面的矩心偏離的位置。
4.根據(jù)權利要求1~3中任意一項所述的機器人手，其特征在于， 所述第一部件是長條形狀的部件。
5.根據(jù)權利要求1~4中任意一項所述的機器人手，其特征在于， 所述第一驅動部以及所述第二驅動部是含有壓電材料的振動體。
6.根據(jù)權利要求1~5中任意一項所述的機器人手，其特征在于， 具備將來自所述第一驅動部的旋轉減速的第一減速機構。
7.根據(jù)權利要求1~6中任意一項所述的機器人手，其特征在于， 具備將來自所述第二驅動部的旋轉減速的第二減速機構。
8.—種機器人手,其特征在于,具備: 第一部件； 長條形狀的第二部件； 連結部件，其連結所述第一部件和所述第二部件； 第一軸，其連結所述第一部件和所述連結部件，并與所述第二部件的長邊方向交叉；第二軸，其連結所述第二部件和所述連結部件，并與所述長邊方向以及所述第一軸中的任一個均交叉； 第一驅動部，其設置于所述第一部件，并且驅動所述連結部件以使其繞所述第一軸旋轉；以及 第二驅動部，其設置于所述第二部件，并且驅動所述連結部件以使其繞所述第二軸旋轉。
9.一種機器人手,其特征在于,具備: 第一部件； 長條形狀的第二部件； 連結部件，其連結所述第一部件和所述第二部件； 第一振動體，其設置于所述第一部件，并且進行彎曲方向以及伸縮方向的振動；第一軸，其連結所述第一部件和所述連結部件，并且與所述第一振動體的所述伸縮方向交叉； 第二軸，其連結所述第二部件和所述連結部件，并且與所述長邊方向以及所述第一振動體的所述伸縮方向中的任一個均交叉；以及 第二振動體，其設置于所述第二部件，并且進行所述彎曲方向以及所述伸縮方向的振動，且所述彎曲方向以及所述伸縮方向與所述第二軸交叉， 所述第一振動體驅動所述連結部件以使其繞所述第一軸旋轉， 所述第二振動體驅動所述連結部件以使其繞所述第二軸旋轉。
10.一種機器人,其特征在于， 所述機器人具備權 利要求1~9中任意一項所述的機器人手。
【文檔編號】B25J17/00GK104070530SQ201410088787
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年3月11日 優(yōu)先權日:2013年3月25日
【發(fā)明者】宮澤修 申請人:精工愛普生株式會社