JP2003305681A

JP2003305681A - ロボットハンド

Info

Publication number: JP2003305681A
Application number: JP2002112561A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Kawasaki; 秀一川崎; Fumio Terasaki; 文男寺崎
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2002-04-15
Filing date: 2002-04-15
Publication date: 2003-10-28

Abstract

(57)【要約】【課題】ロボットハンドに関し、ワイヤとシャフトと
を組合せ、多関節アームのアーム間の回転力の伝達を簡
単な機構で正確に行う。【解決手段】本体１には関節１６ａ，１６ｂ，１６ｃ
で回転可能にアーム２，３，４を連結した多関節アーム
が２本取付けられる。モータ５の回転は巻取り装置４３
を介して関節１６ａからワイヤプーリ系１１、シャフト
１０、ワイヤプーリ系１２、関節１６ｂ、ワイヤプーリ
系１３、シャフト１４、ワイヤプーリ系１５、関節１６
ｃへ伝達され、アーム２，３，４をそれぞれ関節におい
て内側に回動して把持対象物を挟み込んで把持すること
ができる。１個のモータ５で簡単なワイヤプーリ系１
１，１２，１３，１５とシャフト１０，１４を組合せ、
軽量、小型のロボットハンドが実現される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はロボットハンドに関
し、複数本の単一アームを連結して構成される多関節の
ロボットハンドのアームを１つの駆動源で駆動し、シン
プルで小型軽量な構造として把持対象物を正確に把持で
きるようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、宇宙での作業や各種プラントに用
いられる作業ロボットのマニプレータとして各種の多関
節形のハンドが提案されているが、これら従来提案され
ているものは１個の多関節のハンドに多数のモータを装
備し、大がかりな構造となっている。この種のハンドは
多関節の連結部を屈曲させ複雑な動きを必要とし、その
ために小型のモータやアクチュエータ、それらの配線、
歯車、リンク機構、等の精密な部品を多く必要としてい
る。そこでワイヤ・プーリ系で構成し多関節のアームを
屈折させるタイプのハンドも提案されているが、ワイヤ
のゆるみ、滑り、等が発生し、正確な把持を行うために
対策が望まれていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述のようなロボット
ハンドは、把持対象物を正確に把持するために、１個の
ロボットハンドに多くのモータやアクチュエータ、各種
機構部品が組込まれており、大がかりなものとなり、軽
量、簡潔な構造で小型化されたハンドの開発が望まれて
いた。特に小型のハンドでは単純化した機構にすること
が望まれており、できるだけ単純化すると共に、正確な
把持をし、脱落、等をしない精度の高い構造のハンドの
開発が望まれていた。

【０００４】そこで本発明は、ワイヤとプーリで多関節
の単一アームを駆動する方式に回転するシャフトとを組
合せることにより各アーム間の動力の伝達を正確に行
い、ワイヤのゆるみや滑りを少くして正確な把持対象物
の把持が可能なロボットハンドを提供することを課題と
してなされたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題を解
決するために次の手段を提供する。

【０００６】（１）複数本の単一アームを関節で回動可
能に連結した多関節アームを本体に連結して構成される
ロボットハンドにおいて、前記単一アームの両端部には
前記関節の軸に取付けられた第１のプーリ、同第１のプ
ーリとアームの間に配設され同第１プーリと共に前記ア
ームを回動させると共に、摩擦面に所定値を超える回転
摩擦力が加わると前記アームとの間に滑りが生じ、前記
第１のプーリのみを回転させるクラッチ板、前記第１の
プーリに隣接し回転自在な第２のプーリ及び前記第１，
第２プーリ間に巻回されたワイヤからなるワイヤプーリ
系を備え、前記両端のワイヤプーリ系の間には回転駆動
力を伝達するシャフトを連結した構成とし、前記本体に
設けられた駆動源からの動力を前記第１のプーリに伝達
して前記各単一アームへ動力を順次伝達することを特徴
とするロボットハンド。

【０００７】（２）前記ワイヤプーリ系のワイヤは、交
差して両プーリ間に巻回するワイヤと、交差せずに平行
に巻回されるワイヤとからなることを特徴とする（１）
記載のロボットハンド。

【０００８】（３）前記シャフトの両端にはカサ歯車を
設け、前記第２のプーリにはカサ歯車を取付け、前記シ
ャフトのカサ歯車と第２プーリのカサ歯車とを連結する
ことを特徴とする（１）記載のロボットハンド。

【０００９】（４）前記ワイヤはすべて交差させずに平
行に両プーリ間に巻回させると共に、前記シャフト間に
はシャフトの回転方向を逆転させる伝達機構を介在させ
各アーム間の動力伝達過程における回転方向を調整する
ことを特徴とする（１）記載のロボットハンド。

【００１０】（５）前記シャフトの途中には弾性接続体
を介在させたことを特徴とする請求項１から４のいずれ
かに記載のロボットハンド。

【００１１】本発明の（１）においては、本体内には１
つの駆動源、例えばモータを備え、このモータからの回
転駆動力は本体に連結される多関節アームの基部の関節
の第１プーリに伝達され、第１のプーリで単一アームを
内側に回動させ、単一アームは把持対象物に当接し、停
止する。第１のプーリがこの状態で更に回転すると、第
１のプーリはクラッチ板とアーム間が滑ることにより更
に回転し、その回転は一端のワイヤプーリ系からシャフ
トに伝達され、シャフトから他端のワイヤプーリ系に伝
達される。他端のワイヤプーリ系の第１のプーリは関節
において連結する次の単一アーム（第２の単一アーム）
をクラッチ板の接触を介して内側に回動させ、次の単一
アームは把持対象物へ当接し、更に他端の第１プーリが
回転するとクラッチ板とアーム間に滑りが生じ、第１プ
ーリは回転を継続して更に次の単一アーム（第３の単一
アーム）のワイヤプーリ系に回転駆動力を伝達する。こ
のようにして、複数の単一アームに１つの駆動源のモー
タから回転駆動力を順次供給し、各アームを回動させる
共に、順次回転駆動力が、第１のプーリのクラッチ板の
滑りにより一端のワイヤプーリ系、シャフト、他端のワ
イヤプーリ系を介して次の単一アームへ順次伝達され複
数の単一アームで把持対象物を挟み込むように把持する
ことができ、簡単な機構で、軽量、小型のロボットハン
ドが実現できる。

【００１２】本発明の（２）では、ワイヤプーリ系がワ
イヤを交差させるものと、平行に巻回するものからな
り、本発明の（４）では、平行に巻回する方式のみにし
て伝達機構とを組合せて回転駆動力をアーム間に伝達す
るようにしており、各種のワイヤの掛け方によって回転
駆動力の伝達過程において回転方向を調整する手段がア
ームの構成に合わせて選択し、採用することができる。

【００１３】本発明の（３）では、シャフトの第２プー
リ間の連結はシャフト両端のカサ歯車、第２プーリのカ
サ歯車により伝達されるので、回転駆動力の伝達が確実
になされ、ワイヤの滑り、たるみ、ねじれ、伸び、等の
悪影響が少くなり、正確な回転動力伝達がなされる。

【００１４】本発明の（５）では、シャフトの途中に弾
性接続体が介在しているので、シャフトに急激な回転力
や振動が加わった場合には、両端のカサ歯車と第２プー
リのカサ歯車との噛み合い部に加わる衝撃を弾性接続体
で吸収して、この影響を回避することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基いて具体的に説明する。図１は本発明の実施
の第１形態に係るロボットハンドの平面図である。図に
おいて、１は本体であり、２，３，４は単一のアームで
あり、それぞれ関節１６ａ，１６ｂ，１６ｃで連結され
て多関節アームを構成している。このような多関節アー
ムは図示の例では２本が本体１に関節１６ａで連結して
いる。各２本の多関節アームは本体１内のモータ５によ
り、それぞれプーリと巻取り装置４３を介して駆動され
て回転駆動力を関節１６に伝達し、２本の多関節アーム
で把持対象物を挟み込むように把持するものである。

【００１６】１１はワイヤプーリ系で１０はシャフトで
あり、ワイヤからの回転をシャフト１０に連結してシャ
フト１０を回転させる。１２，１３はワイヤプーリ系、
１４はシャフトであり、関節１６ｂを介して回転力がワ
イヤプーリ系１２から１３に伝えられ、ワイヤプーリ系
１３の回転はシャフト１４に伝えられ、シャフト１４の
回転はワイヤプーリ系１５へ伝えられ、ワイヤプーリ系
１５の回転は関節１６ｃに伝えられる。

【００１７】上記の構成において、詳細は後述するが、
モータ５により関節１６ａを回転駆動させると、各アー
ム２，３，４はそれぞれ関節１６ａ，１６ｂ，１６ｃを
中心として内側に回転し、左右２本の多関節アームで把
持対象物を挟むように巻き付け、正確に把持することが
できる。

【００１８】図２は上記に説明した多関節アームの詳細
な平面図である。図において、多関節アームは単一のア
ーム２，３，４からなり、それぞれ関節１６ａ，１６
ｂ，１６ｃで回転可能に連結されている。２ａはアーム
基部であり、後述するようにアーム２の基部である。２
１はプーリであり、クラッチ板４１を介して基部２ａに
接している。２２は軸であり、プーリ２１とアーム２と
は、軸２２を介して回転可能に連結されている。２３は
ワイヤであり、２４はカサ歯車付プーリ、２５は軸であ
る。軸２５はアーム２に固定され、カサ歯車付プーリ２
４を回転可能に支持し、ワイヤ２３はプーリ２１とカサ
歯車付プーリ２４にたすき掛けにクロスして掛けられて
いる。従って、プーリ２１が回転すると、この回転はク
ラッチ板の摩擦力による接触によりアーム２を回転させ
ると共に、クラッチ板４１が滑るとワイヤ２３によって
カサ歯車付プーリ２４をプーリ２１とは逆方向に回転さ
せる。

【００１９】２６もカサ歯車付プーリであり、２７はア
ーム２に固定された軸であり、カサ歯車付プーリ２６を
回転可能に支持している。カサ歯車付プーリ２４とカサ
歯車付プーリ２６との間には両端にカサ歯車１０ａ，１
０ｂを有するシャフト１０が連結している。シャフト１
０はアーム２に取付けられた支持ブラケット２９に回転
自在に支持されており、カサ歯車１０ａはカサ歯車付プ
ーリ２４のカサ歯車に、カサ歯車１０ｂはカサ歯車付プ
ーリ２６のカサ歯車に、それぞれ噛み合っている。従っ
て、カサ歯車付プーリ２４の回転はシャフト１０により
カサ歯車付プーリ２６を逆方向に回転させる。

【００２０】２８はワイヤであり、３０はプーリであ
り、クラッチ板４２を介してアーム３の基部３ａに接し
ている。３１は軸であり、基部３ａと一体的に結合し、
アーム２とは回転可能に連結して関節１６ｂを構成して
いる。ワイヤ２８はカサ歯車付プーリ２６とプーリ３０
との間に平行に掛けられ、カサ歯車付プーリ２６の回転
と同方向の回転をプーリ３０へ伝達する。従って、プー
リ３０が回転すると、プーリ３０の回転はクラッチ板４
２の摩擦力によりアーム３の基部３ａを一体的に回転さ
せるので、アーム３を関節１６ｂを中心としてアーム２
に対して回転させることができる。

【００２１】３２はワイヤ、３３はカサ歯車付プーリ、
３４はアーム３に固定された軸であり、カサ歯車付プー
リ３３を回転自在に支持している。ワイヤ３２はプーリ
３０とカサ歯車付プーリ３３との間にクロスして掛けら
れており、クラッチ板４２が滑ることによりプーリ３０
の回転方向と逆方向の回転をカサ歯車付プーリ３３へ伝
達する。３５は支持ブラケットであり、アーム３に取付
けられシャフト１４を回転可能に支持している。３６は
３３と同じくカサ歯車付プーリであり、３７はアーム３
に固定された軸でありカサ歯車付プーリ３６を回転可能
に支持している。

【００２２】シャフト１４の両端にはカサ歯車１４ａ，
１４ｂが取付けられ、カサ歯車１４ａはカサ歯車付プー
リ３３に、カサ歯車１４ｂはカサ歯車付プーリ３６に、
それぞれ噛み合い、従って、シャフト１４はカサ歯車付
プーリ３３の回転と逆方向の回転をカサ歯車付プーリ３
６へ伝達する。３８はワイヤ、３９はプーリで関節１６
ｂと同じ構造であり、クラッチ板４７を介して軸４０と
でアーム４の基部４ａに連結しており、軸４０とアーム
４とは一体的にアーム３に対して関節１６ｃにおいて回
転可能としている。ワイヤ３８はカサ歯車付プーリ３６
とプーリ３９との間に平行に掛けられ、クラッチ板が滑
るとカサ歯車付プーリ３６の回転と同じ方向の回転をプ
ーリ３９へ伝達する。プーリ３９が回転すると、プーリ
３９はクラッチ板の摩擦力によりアーム基部４ａ、即
ち、アーム４と一体となって回転し、アーム４を回転さ
せる。

【００２３】図３は図２のＡ−Ａ矢視図であり、アーム
２はアーム基部２ａを有し、アーム基部２ａはクラッチ
板４１を介してプーリ２１に接しており、プーリ２１は
巻取り装置４３によりワイヤで連結され、変速機５ａを
介してモータ５で回転する。通常はプーリ２１が回転す
ると、クラッチ板４１の摩擦力によりアーム２も共に回
転する。カサ歯車付プーリ２４はアーム２に固定されて
いる軸２５に回転自在に支持されており、そのプーリ部
とプーリ２１との間には、図２で説明したように、ワイ
ヤ２３が掛けられている。

【００２４】カサ歯車付プーリ２４の上部のカサ歯車に
はシャフト１０のカサ歯車１０ａが噛み合い、他方のカ
サ歯車１０ｂはカサ歯車付プーリ２６の上部のカサ歯車
に噛み合っている。シャフト１０はアーム２の面に支持
された支持ブラケット２９に回転自在に支持され両カサ
歯車付プーリ２４，２６間に回転を伝達する。カサ歯車
付プーリ２６の回転は、図２で説明したように、アーム
基部３ａのプーリ３０にワイヤ２８により伝達される。

【００２５】プーリ３０の下面にはクラッチ板４２が接
しており、アーム基部３ａと軸３１とは一体的に固定さ
れている。クラッチ板４２の摩擦力により通常はプーリ
３０の回転と共にアーム基部３ａは一体的に回転し、従
って、関節１６ｂはアーム３をアーム２に対して軸３１
を中心として回転させることになる。

【００２６】図４は図２におけるＢ−Ｂ矢視図である。
図において、プーリ３０は図３で説明したように、クラ
ッチ板４２を介してアーム基部３ａに接しており、アー
ム基部３ａと軸３１とは一体的に結合してアーム２に対
して一体的に回転可能な構造であり、プーリ３０の回転
はクラッチ板４２が滑ることにより、ワイヤ３２でカサ
歯車付プーリ３３に回転を伝達する。プーリ３０の回転
は、又、クラッチ板４２の摩擦力によりアーム基部３ａ
を回転させ、アーム３が回転する。カサ歯車付プーリ３
３はアーム３に固定された軸３４に回転自在に支持され
ており、図３で説明したようにシャフト１４のカサ歯車
１４ａがこれに噛み合い、これによりプーリ３０の回転
はカサ歯車付プーリ３３に伝えられ、この回転力は更に
シャフト１４を回転させ、シャフトの回転で次段のカサ
歯車付プーリ３６（図示省略）に伝えられる。

【００２７】図５は図３におけるＣ−Ｃ断面図であり、
支持ブラケット２９を示し、シャフト１０は部材４５ａ
と４５ｂとで支持された軸受部４４により回転可能に支
持されており、部材４５ａ，４５ｂはアーム２の面にボ
ルト４６で固定されている。シャフト１０は、このよう
に両端のカサ歯車１０ａ，１０ｂが、それぞれカサ歯車
付プーリ２４，２６に噛み合う位置に支持ブラケット２
９で支持されている。なお、アーム３に取付けられた支
持ブラケット３５も同様な構造である。

【００２８】次に、上記の構造の多関節アームの作動を
図２〜図５に基いて説明する。多関節アームを内側に曲
げる場合には、モータ５を駆動させ、変速機５ａで適切
な速度に設定されて巻取り装置４３で関節１６ａのプー
リ２１を図２に示すように反時計方向に回転させると、
プーリ２１はクラッチ板４１でアーム基部２ａに接して
その摩擦力によりアーム２を回転させ、アーム２は図示
のように関節１６ａの軸２２を中心としてＲ_１方向へ回
動する。

【００２９】アーム２が回動して把持対象物に当接し、
プーリ２１が更に回転しようとすると、プーリ２１の回
転はクラッチ板４１が滑ることにより交差して掛けられ
たワイヤ２３によりカサ歯車付プーリ２４を逆方向（時
計方向）に回転させる。この回転はカサ歯車１０ａを有
するシャフト１０を回転させ、カサ歯車１０ｂと噛み合
うカサ歯車付プーリ２６を反時計方向に回転させる。カ
サ歯車付プーリ２６と関節１６ｂのプーリ３０間にはワ
イヤ２８が交差せず平行に掛けられているので、カサ歯
車付プーリ２６の回転はプーリ３０を同じ方向、即ち反
時計方向へ回転させる。

【００３０】関節１６ｂのプーリ３０はクラッチ板４２
でアーム基部３ａに接し、アーム基部３ａと軸３１とは
一体的に結合しているので、プーリ３０の反時計方向の
回転はアーム３を図示のようにＲ_２方向へ回動させる。
更に、アーム３が回動し、把持対象物に当接し、プーリ
３０が更に回転しようとすると、プーリ３０の回転は、
クラッチ板４２が滑ることによりカサ歯車付プーリ３３
に交差して掛けられたワイヤ３２により、カサ歯車付プ
ーリ３３を時計方向に回転させ、この回転はカサ歯車１
４ａによりシャフト１４に伝えられ、カサ歯車１４ｂに
よりカサ歯車付プーリ３６を反時計方向へ回転させる。

【００３１】カサ歯車付プーリ３６と関節１６ｃのプー
リ３９とはワイヤ３８が交差せずに平行に掛けられてい
るので、カサ歯車付プーリ３６はプーリ３９を同じ方
向、即ち反時計方向へ回転させる。プーリ３９は下面の
クラッチ板４７を介しアーム基部４ａに接しており、ア
ーム基部４ａ、軸４０とは一体的に固定されているの
で、プーリ３０の回転は、クラッチ板４７の摩擦力によ
り、アーム４を回転させ、アーム４は図示のようにＲ_３
方向へ回動する。このようにアーム２はＲ_１方向へ、ア
ーム３はＲ_２方向へ、アーム４はＲ_３方向へ、それぞれ
内側に向って回動し、２本の多関節アームを、それぞれ
内側へ向って回動させ、物体を２本の多関節アームで挟
み込んで把持することができる。

【００３２】図６は上記に説明の実施の第１形態に係る
ロボットハンドの全体の作用を説明する図であり、
（ａ）は把持対象物５０に接近した状態、（ｂ）は２本
の多機能アームで把持対象物５０を挟み込んだ状態、
（ｃ）は把持対象物を完全に把持完了した状態を、それ
ぞれ示す。

【００３３】（ａ）においては、まず、把持対象物５０
を２本の多関節アームの間に入れた位置にロボットの本
体１を移動させた状態を示す。次に、（ｂ）において、
（ａ）の状態から関節部１６ａを回動させて把持対象物
５０をアーム２に当接するまで回動させ、アーム２で挟
んだ状態である。（ｂ）の状態では完全に把持対象物を
把持していないので、（ｃ）に示すように、アーム３，
４を関節１６ｂ，１６ｃにおいて、まず、アーム３を把
持対象物５０に当接するまで回動させ、次にアーム３を
同様に回動させて、把持対象物５０を包み込むようにし
て完全に把持することができる。

【００３４】上記の（ｃ）の状態において、アーム２が
把持対象物５０に接すると、関節１６ａのプーリ２１は
図２、図３に示すようにクラッチ板４１を介してアーム
基部２ａに接しており、プーリ２１はこれ以上回転しな
いことになる。プーリ２１が回転しないと、それより先
のアーム３、アーム４の関節１６ｂ，１６ｃには回転力
が伝わらず、アーム３，４は（ｂ）の状態で停止してし
まい、完全な把持が不可能となる。そこで本発明におい
てはクラッチ板４１，４２，４７を関節１６ａ，１６
ｂ，１６ｃに、それぞれ配設し、所定値以上の回転力が
クラッチ板のプーリとの摩擦面に加わると、この摩擦面
に滑りが生じプーリが自由に回転する構成としている。

【００３５】従って、（ｂ）においてアーム２が把持対
象物５０に当り、更に関節１６ａのプーリ２１が回転力
を受け、この回転力が所定の値以上となると、プーリ２
１はクラッチ板４１が滑り、自由に回転可能となり、ア
ーム３，４の関節１６ｂ，１６ｃへ回転の駆動力を伝達
することができ、同様に関節１６ｂ，１６ｃを作動して
（ｃ）のように把持対象物５０をアーム３，４で完全に
包み込むように把持することができるものである。

【００３６】以上説明の実施の第１形態のロボットハン
ドによれば、アーム２，３，４間の回転力の伝達をワイ
ヤプーリ系１１，１２，１３，１５とシャフト１０，１
４による組合せにより行う構成としたので１つの駆動源
のモータ５のみにより回転の駆動力をアーム２，３，４
に関節１６ａ，１６ｂ，１６ｃを介して正確に行い、ア
ーム２，３，４をそれぞれＲ_１，Ｒ_２，Ｒ_３のように内
側に回動させて把持対象物５０を確実に把持することが
でき、小型、軽量で簡単な機構のロボットハンドが実現
できるものである。

【００３７】図７は本発明の実施の第２形態に係るロボ
ットアームを示す平面図である。本実施の第２形態で
は、図２に示す実施の第１形態の多機能アームにおい
て、関節１６ａの交差して掛けたワイヤ２３に代えて、
平行で順方向に掛けたワイヤ１２３とし、又、関節１６
ｂの交差したワイヤ３２に代えて、平行で順方向に掛け
たワイヤ１３２としたものであり、ワイヤはすべて交差
させずに平行に掛けたものである。更に、回転方向を調
整するために、シャフト１１０，１１４の途中に伝達機
構６０，６１を介在させ、それぞれ支持ブラケット６
３，６４で支持した構成であり、その他の構成、作用は
実施の第１形態と同じである。

【００３８】即ち、図７において、プーリ２１の回転は
アーム基部２ａを回転させ、アーム２をＲ_１方向に回動
させると共に、ワイヤ１２３でカサ歯車付プーリ２４を
同方向に回転させる。カサ歯車付プーリ２４の反時計方
向の回転はカサ歯車１０ａでシャフト１１０へ伝えられ
るが、伝達機構６０でその回転方向を逆方向に変換し、
カサ歯車１０ｂによりカサ歯車付プーリ２６に２４と同
じ方向に回転を伝える。カサ歯車付プーリ２６と関節１
６ｂのプーリ３０との間もワイヤ２８が平行に掛けられ
ているのでプーリ３０には同じく反時計方向の回転が伝
えられ、これによりアーム３がＲ_２方向に回動する。更
に、プーリ３０の反時計方向の回転はカサ歯車付プーリ
３３に平行に掛けられたワイヤ１３２により伝えられ
る。カサ歯車付プーリ３３の回転はカサ歯車１４ａによ
りシャフト１１４に伝達されるが、伝達機構６１により
逆方向の回転に変換され、カサ歯車１４ｂによりカサ歯
車付プーリ３６を同方向の反時計方向に回転させる。

【００３９】カサ歯車３６と関節１６ｃのプーリ３９と
の間にもワイヤ３８が平行に掛けられているので、カサ
歯車付プーリ３６の回転はプーリ３９に伝えられ、プー
リ３９を同方向、即ち反時計方向に回転させ、この回転
はアーム基部４ａに伝えられ、アーム４をＲ_３方向へ回
動させる。

【００４０】図８（ａ）は図７におけるＤ−Ｄ矢視図で
あり、伝達機構６０の詳細を示し、（ｂ）は（ａ）のＥ
−Ｅ矢視図である。シャフト１１０は１１０ａと１１０
ｂとからなり、カサ歯車付プーリ２４にはカサ歯車１０
ａが噛み合い、カサ歯車１０ａはシャフト１１０ａの一
端に取付けられて、他端部は支持ブラケット６３に回転
可能に支持されている。シャフト１１０ａには、歯車６
２ａが取付けられ、歯車６２ａは歯車６２に噛み合って
おり、歯車６２はシャフト１１０ｂに取付けられ、シャ
フト１１０ｂの一端は支持ブラケット６３に回転可能に
支持されて他端にカサ歯車１０ｂが取付けられてカサ歯
車付プーリ２６に噛み合っている。このような構成は伝
達機構６１においても同じであるので６１については説
明を省略する。

【００４１】上記に説明の実施の第２形態においては、
ワイヤは交差してプーリに掛けることなくすべて平行で
順方向となるようなワイヤ１２３，２８，１３２，３８
として構成し、各ワイヤとシャフト１１０，１１４とに
よりアーム３，４の回転の駆動力を伝達する構成とし、
各アーム間の回転伝達の過程において、回転力の方向の
調節をシャフト１１０，１１４の途中に伝達機構６０，
６１を設けて調整するようにしたので、ワイヤの交差に
よるねじれや摩擦を少くし、ワイヤによる回転力の伝達
を良好にすることができる。

【００４２】図９は本発明の実施の第３形態に係るロボ
ットハンドを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）に
おけるＦ−Ｆ断面図、（ｃ）は弾性接続体の詳細な側面
図である。図において、本発明の実施の第３形態におい
ては、図２に示す実施の第１形態において、シャフト１
０，１４の途中に弾性接続体７０を介在させたシャフト
とした構成であり、その他の構成は図１に示す実施の第
１形態と同じものである。

【００４３】即ち、図９において、シャフト２１０の途
中にはフランジ７１ａ，７１ｂが形成され、両フランジ
間には弾性接続体７０が取付けられ、シャフト２１０を
構成している。又、シャフト２１４も図示省略したと同
様にフランジ７１ａ，７１ｂが形成され、弾性接続体７
０が取付けられている。弾性接続体７０の材料としては
ゴム、バネ材、等が用いられ、両端のカサ歯車１０ａ，
１０ｂ、又は１４ａ，１４ｂ間で伝達するシャフトの回
転力にある程度のねじれに対する弾性力を与え、急激な
回転力や振動が加わった時のカサ歯車とプーリ側との噛
合部衝撃を吸収する効果を持たせ、カサ歯車１０ａ，１
０ｂとカサ歯車付プーリ２４，２６、又、カサ歯車１４
ａ，１４ｂとカサ歯車付プーリ３３，３６間の噛み合い
の衝撃を吸収するものである。その他の構成、作用効果
は実施の第１形態と同じである。

【００４４】

【発明の効果】本発明のロボットハンドは、（１）複数
本の単一アームを関節で回動可能に連結した多関節アー
ムを本体に連結して構成されるロボットハンドにおい
て、前記単一アームの両端部には前記関節の軸に取付け
られた第１のプーリ、同第１のプーリとアームの間に配
設され同第１プーリと共に前記アームを回動させると共
に、摩擦面に所定値を超える回転摩擦力が加わると前記
アームとの間に滑りが生じ、前記第１のプーリのみを回
転させるクラッチ板、前記第１のプーリに隣接し回転自
在な第２のプーリ及び前記第１，第２プーリ間に巻回さ
れたワイヤからなるワイヤプーリ系を備え、前記両端の
ワイヤプーリ系の間には回転駆動力を伝達するシャフト
を連結した構成とし、前記本体に設けられた駆動源から
の動力を前記第１のプーリに伝達して前記各単一アーム
へ動力を順次伝達することを特徴としている。

【００４５】上記の構成により、複数の単一アームに１
つの駆動源から回転駆動力を順次供給し、各単一アーム
を回動させると共に、回転駆動力が、第１のプーリのク
ラッチ板の滑りにより一端のワイヤプーリ系、シャフ
ト、他端のワイヤプーリ系を介して次の単一アームへ順
次伝達され複数の単一アームで把持対象物を挟み込むよ
うに把持することができ、簡単な機構で軽量、小型のロ
ボットハンドが実現できる。

【００４６】（２）本発明の（２）では、ワイヤプーリ
系がワイヤを交差させるものと、平行に巻回するものか
らなり、本発明の（４）では、平行に巻回する方式のみ
にして伝達機構とを組合せて回転駆動力をアーム間に伝
達するようにしており、各種のワイヤの掛け方によって
回転駆動力の伝達過程において回転方向を調整する手段
がアームの構成に合わせて選択し、採用することができ
る。

【００４７】本発明の（３）では、シャフトの第２プー
リ間の連結はシャフト両端のカサ歯車、第２プーリのカ
サ歯車により伝達されるので、回転駆動力の伝達が確実
になされ、ワイヤの滑り、たるみ、ねじれ、伸び、等の
悪影響が少くなり、正確な回転動力伝達がなされる。

【００４８】本発明の（５）では、シャフトの途中に弾
性接続体が介在しているので、シャフトに急激な回転力
や振動が加わった場合には、両端のカサ歯車と第２プー
リのカサ歯車との噛み合い部に加わる衝撃を弾性接続体
で吸収して、この影響を回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第１形態に係るロボットハンド
の全体の平面図である。

【図２】本発明の実施の第１形態に係るロボットハンド
の多関節アームの平面図である。

【図３】図２におけるＡ−Ａ矢視図である。

【図４】図２におけるＢ−Ｂ矢視図である。

【図５】図２におけるＣ−Ｃ断面図である。

【図６】本発明の実施の第１形態に係るロボットハンド
の作用を説明する図であり、（ａ）は把持対象物への接
近、（ｂ）は把持開始の状態、（ｃ）は把持の完了、を
それぞれ示す。

【図７】本発明の実施の第２形態に係るロボットハンド
の平面図である。

【図８】図７における矢視図であり（ａ）はＤ−Ｄ矢視
図、（ｂ）は（ａ）におけるＥ−Ｅ矢視図である。

【図９】本発明の実施の第３形態に係るロボットハンド
を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＦ−
Ｆ断面図、（ｃ）は弾性接続体の側面図である。

【符号の説明】

１本体２，３，４アーム２ａ，３ａ，４ａアーム基部５モータ１０，１４，１１０，１１４，２１０，２１４シャ
フト１０ａ，１０ｂ，１４ａ，１４ｂカサ歯車１１，１２，１３，１５ワイヤプーリ系１６ａ，１６ｂ，１６ｃ関節２１，３０，３９プーリ２２，２５，２７，３１，３４，３７，４０軸２３，２８，３８ワイヤ２４，２６，３３，３６，カサ歯車付プーリ２９，３５，６３，６４支持ブラケット４１，４２，４７クラッチ４３巻取り装置４４軸受部４５ａ，４５ｂ部材５０把持対象物６０，６１伝達機構６２，６２ａ歯車７０弾性接続体７１ａ，７１ｂフランジ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数本の単一アームを関節で回動可能に
連結した多関節アームを本体に連結して構成されるロボ
ットハンドにおいて、前記単一アームの両端部には前記
関節の軸に取付けられた第１のプーリ、同第１のプーリ
とアームの間に配設され同第１プーリと共に前記アーム
を回動させると共に、摩擦面に所定値を超える回転摩擦
力が加わると前記アームとの間に滑りが生じ、前記第１
のプーリのみを回転させるクラッチ板、前記第１のプー
リに隣接し回転自在な第２のプーリ及び前記第１，第２
プーリ間に巻回されたワイヤからなるワイヤプーリ系を
備え、前記両端のワイヤプーリ系の間には回転駆動力を
伝達するシャフトを連結した構成とし、前記本体に設け
られた駆動源からの動力を前記第１のプーリに伝達して
前記各単一アームへ動力を順次伝達することを特徴とす
るロボットハンド。
【請求項２】前記ワイヤプーリ系のワイヤは、交差し
て両プーリ間に巻回するワイヤと、交差せずに平行に巻
回されるワイヤとからなることを特徴とする請求項１記
載のロボットハンド。
【請求項３】前記シャフトの両端にはカサ歯車を設
け、前記第２のプーリにはカサ歯車を取付け、前記シャ
フトのカサ歯車と第２プーリのカサ歯車とを連結するこ
とを特徴とする請求項１記載のロボットハンド。
【請求項４】前記ワイヤはすべて交差させずに平行に
両プーリ間に巻回させると共に、前記シャフト間にはシ
ャフトの回転方向を逆転させる伝達機構を介在させ各ア
ーム間の動力伝達過程における回転方向を調整すること
を特徴とする請求項１記載のロボットハンド。
【請求項５】前記シャフトの途中には弾性接続体を介
在させたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに
記載のロボットハンド。