JP2009083020A - Multi-finger movable robot hand and finger joint drive control method in multi-finger movable robot hand - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、多指多関節の人工ハンドとして構成され、各指関節を手掌側に屈折可能で伸張復帰可能に回動連結した可動指を有し、隣接する可動指に屈伸誘導線条部材を挿通し、かつ、その指間連絡部を手首方向へ進退駆動可能な移動体に係止して牽引操作することにより、静止挙動を含む把持又は開放動作に係る運動制御をおこなう多指可動ロボットハンドに係り、詳しくは、指関節を屈曲駆動する際の把持トルクを増補するようにした多指可動ロボットハンド及び多指可動ロボットハンドにおける指関節駆動制御方法に関する。 The present invention is configured as a multi-finger multi-joint artificial hand, and has movable fingers in which each finger joint is refracted to the palm side and is pivotally connected so as to be able to return to extension. A multi-finger movable robot hand that performs movement control related to gripping or releasing operation including stationary behavior by inserting and engaging a moving body that can be driven forward and backward in the wrist direction with its finger contact part More specifically, the present invention relates to a multi-finger movable robot hand and a finger-joint drive control method for the multi-finger movable robot hand in which gripping torque is increased when the finger joint is bent and driven.
従来より、異径物を含む把持対象物に対して、1個の駆動源により複数の指を動かすことができ、かつ、人間の手の動作に近い柔らかい挙動をする多指可動ロボットハンドが知られている(例えば、特許文献1を参照)。
このロボットハンドは、人間の手と同様の把持挙動と外観(意匠性)を持ち合わせ、把持動作における人間らしい柔らかさ持った挙動を実現する制御機構を備えるとともに、人間らしい質感を求めた被覆体を有している。 This robot hand has the same gripping behavior and appearance (designability) as a human hand, and has a control mechanism that realizes a human-like soft behavior in gripping operation, and also has a covering that seeks human-like texture. ing.
しかしながら、人間らしい意匠性を確保すると、モータのサイズに限界があるため、例えば被覆体が駆動抵抗となるなどの理由から、把持力が不足するという問題(障害)が発生する場合がある。この場合、単に使用する駆動源のサイズを大きくして駆動力を増強するという解決手法は採用しづらい。ハンドの外観が不自然にならないためには、形状やスペースを制限する必要があるからである。そこで、意匠性又は装飾性を損なうことなく、把持動作に係るこの種の負影響を凌駕する把持力を発揮できるように駆動系を改善する余地がある。 However, if a human-like design property is ensured, the size of the motor is limited. For this reason, a problem (failure) that the gripping force is insufficient may occur due to, for example, the covering being a driving resistance. In this case, it is difficult to adopt the solution method of simply increasing the size of the driving source to be used and increasing the driving force. This is because it is necessary to limit the shape and space so that the appearance of the hand does not become unnatural. Therefore, there is room for improving the drive system so as to exhibit a gripping force that surpasses this kind of negative influence on the gripping operation without impairing the design or decoration.
また、その把持機構(指関節駆動機構を含む)は拇指以外の4指を駆動して把持を行うため、対象物を保持する拇指の位置が非常に重要となる。把持を優先して拇指を4指の対向位置に固定すると、把持以外の時に不自然な印象を与えてしまうという問題もある。 Further, since the gripping mechanism (including the finger joint drive mechanism) drives and grips four fingers other than the thumb, the position of the thumb that holds the object is very important. If the thumb is fixed at the position where the four fingers face each other with priority on gripping, there is a problem that an unnatural impression is given at times other than gripping.
こうしたなかで、多指多関節のロボットハンドの可動指にプーリを介して挿通され指関節を屈曲駆動するワイヤに、高分子アクチュエータ又は形状記憶ワイヤを接続して駆動源として使用するようにしたものが知られている(例えば、特許文献2を参照)。
また、回転可能な拇指球を持つことで、安定性に優れるロボットハンドについて提案したものがある(例えば、特許文献3を参照)。
また、特許文献4には、拇指の根元を回転させることで拇指形状を変更可能な義手(ロボットハンドに同じ)について提案したものがある(例えば、特許文献4を参照)。
しかしながら、特許文献1記載の技術は、シンプルな駆動機構を有し、意匠性も考慮されているが、より人間らしい外観を維持することを要請するとき、モータのサイズに限界があるため、把持動作時の駆動力に余裕がない。しかも、駆動用モータのみでは十分な把持トルクを得ることが困難となる場合があった。ここでは、把持トルクを増補するために駆動系の改変が要請される。
However, the technology described in
また、特許文献2記載の技術は、指ごとに駆動源を配置することが前提となっており、意匠性の向上には困難性がある。
The technique described in
さらに、特許文献3及び4記載の技術は、拇指の位置を変化させることで把持効率の向上を目指したものであるが、意匠性が考慮されておらず、この技術を導入することで外観が損なわれる可能性が高いという懸念がある。
Furthermore, the techniques described in
ここでも、人間らしい手としての外観(意匠性)が要求されるロボットハンドにおいて、外観を保つために十分な大きさの駆動源が使用できない場合の補助的な駆動源の配置と使用方法が要請される。 Again, in robot hands that require a human-like appearance (designability), there is a need for an auxiliary drive source arrangement and method of use when a drive source large enough to maintain the appearance cannot be used. The
かつまた、人間らしい手(ロボットハンド)の外観・意匠性が要求される用途においては、外観の意匠性を保ちながら、把持動作時により効率の良い把持が可能となる拇指位置変更機構が要請される。 In addition, in applications that require the appearance and design of a human-like hand (robot hand), there is a demand for a thumb position change mechanism that enables more efficient gripping during gripping operation while maintaining the appearance design. .
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであって、上記課題を解消し、人間らしい手として外観(意匠性)が重要視される多指多関節の人工ハンドにおいて、駆動源のみの力では把持動作が困難な場合に対応可能な技術手段として、補助的な駆動源(要素)として形状記憶性素材を用い、その配置と制御に関する指関節駆動機構と、把持動作時の機能性を向上させるための拇指関節角度調整手段を有し、異径物を含む把持対象物に対して、指関節を屈曲駆動する際の把持トルクを増補し、かつ、拇指を含む把持動作が生体(人間)に近い柔らかい挙動をするように改善した多指可動ロボットハンド及び該ハンドにおける指関節駆動制御方法を提供するものである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and in a multi-fingered multi-joint artificial hand in which appearance (designability) is regarded as important as a human-like hand, with the power of only a driving source. As a technical means that can be used when gripping operation is difficult, a shape memory material is used as an auxiliary drive source (element) to improve the finger joint drive mechanism related to its arrangement and control, and functionality during gripping operation For a gripping object including a different-diameter object, the gripping torque for bending the finger joint is increased, and the gripping operation including the thumb is applied to a living body (human). Provided are a multi-finger movable robot hand improved so as to have a close soft behavior and a finger joint drive control method in the hand.
課題を解決するために、第1の発明は、多指多関節の人工ハンドとして構成され、各指関節を手掌側に屈折可能で伸張復帰可能に回動連結した可動指を有し、隣接する可動指に屈伸誘導線条部材を挿通し、かつ、その指間連絡部を手首方向へ進退駆動可能な移動体に係止して牽引操作することにより、静止挙動を含む把持又は開放動作に係る運動制御をおこなう多指可動ロボットハンドにおいて、
指関節駆動機構を改善した多指可動ロボットハンドであって、
前記屈伸誘導線条部材として固定長の形状記憶性素材を用いるとともに、その通電制御手段を設けてなり、該形状記憶性素材を長手方向に収縮駆動又は形状回復駆動することにより、指関節を屈曲駆動する際の把持トルクを増補するようにしたことを特徴とするものである。
In order to solve the problem, the first invention is configured as a multi-finger multi-joint artificial hand, and has movable fingers in which the respective finger joints are refracted to the palm side and pivotally connected so as to be able to return to stretch. A bending / extension guide wire member is inserted into the movable finger, and the inter-finger connecting portion is engaged with a movable body that can be driven back and forth in the wrist direction to perform a pulling operation. In a multi-finger movable robot hand that performs motion control,
A multi-finger movable robot hand with improved finger joint drive mechanism,
A flexure-extension-inducing line member is made of a fixed-length shape memory material and provided with an energization control means. The shape memory material is contracted or restored in the longitudinal direction to flex the finger joint. The present invention is characterized in that the gripping torque at the time of driving is increased.
第2の発明は、多指多関節の人工ハンドとして構成され、各指関節を手掌側に屈折可能で伸張復帰可能に回動連結した可動指を有し、隣接する可動指に屈伸誘導線条部材を挿通し、かつ、その指間連絡部を手首方向へ進退駆動可能な移動体に係止して牽引操作することにより、静止挙動を含む把持又は開放動作に係る運動制御をおこなう多指可動ロボットハンドにおいて、
手掌部に動力伝達要素とは独立して設けた駆動補助線条部材を介して協働的な動力伝達をおこなう多指可動ロボットハンドであって、
前記駆動補助線条部材として固定長の形状記憶性素材を用いるとともに、その通電制御手段を設けてなり、
前記形状記憶性素材は、移動体に始端を置き、かつ、手首側に終端を置いて動力伝達方向と平行に張設され、前記通電制御手段に回路接続したものであり、
該形状記憶性素材を長手方向に収縮駆動又は形状回復駆動することにより、指関節を屈曲駆動する際の把持トルクを増補するようにしたことを特徴とするものである。
The second invention is configured as a multi-finger, multi-joint artificial hand, and has movable fingers in which each finger joint is refracted to the palm side and is pivotally connected so as to be able to return to stretch. Multi-finger movable that performs movement control related to gripping or opening operation including stationary behavior by inserting a member and locking the finger contact part to a moving body that can be driven forward and backward in the wrist direction In the robot hand,
A multi-finger movable robot hand that performs cooperative power transmission via a driving auxiliary linear member provided independently of the power transmission element in the palm part,
While using a fixed-length shape memory material as the drive auxiliary linear member, and providing its energization control means,
The shape memory material has a starting end on the moving body, and a terminal end on the wrist side, is stretched in parallel with the power transmission direction, and is connected to the energization control means in a circuit,
The shape memory material is driven to contract or recover in shape in the longitudinal direction, thereby increasing the gripping torque when the finger joint is flexibly driven.
上記いずれの場合にも、可動指は、ほぼ平行に配置された示指、中指、環指及び小指(以下、4指。)と、該4指とは独立して可動取り付けした拇指からなり、該拇指の配向角度又は位置関係を、前記4指に対向配置可能で、手掌外側へ指列配置可能に手動変更操作するように5指構成する場合がある。 In any of the above cases, the movable finger is composed of a pointing finger, a middle finger, a ring finger, and a little finger (hereinafter referred to as four fingers) arranged substantially in parallel, and a thumb finger that is movably attached independently of the four fingers, There are cases where five fingers are configured so that the orientation angle or positional relationship of the thumb is manually changed so that the finger can be arranged to face the four fingers and the finger row can be arranged outside the palm.
第3の発明は、多指多関節の人工ハンドとして構成され、各指関節を手掌側に屈折可能で伸張復帰可能に回動連結した可動指を有し、隣接する可動指に屈伸誘導線条部材を挿通し、かつ、その指間連絡部を手首方向へ進退駆動可能な移動体に係止して牽引操作することにより、静止挙動を含む把持又は開放動作に係る運動制御をおこなうようにした多指可動ロボットハンドにおける指関節駆動制御方法において、
指関節を屈曲駆動する際の把持トルクを増補するための多指可動ロボットハンドにおける指関節駆動制御方法であって、
手指部に設けた屈伸誘導線条部材に固定長の形状記憶性素材を用いて通電制御することにより、該形状記憶性素材を長手方向に収縮駆動又は形状回復駆動することを特徴とするものである。
3rd invention is comprised as a multi-finger multi-joint artificial hand, has a movable finger which connected each finger joint to the palm side so that it can be refracted, and was able to be extended and returned, and it was bent to the adjacent movable finger. The movement control related to the grasping or opening operation including the stationary behavior is performed by inserting the member and engaging the moving part that can be driven forward and backward in the wrist direction by pulling the member and pulling it. In the finger joint drive control method in the multi-finger movable robot hand,
A finger joint drive control method in a multi-finger movable robot hand for augmenting a gripping torque when bending and driving a finger joint,
It is characterized in that the shape memory material is contracted or restored in the longitudinal direction by controlling energization using a fixed length shape memory material on the bending / stretching induction linear member provided on the finger part. is there.
第4の発明は、多指多関節の人工ハンドとして構成され、各指関節を手掌側に屈折可能で伸張復帰可能に回動連結した可動指を有し、隣接する可動指に屈伸誘導線条部材を挿通し、かつ、その指間連絡部を手首方向へ進退駆動可能な移動体に係止して牽引操作することにより、静止挙動を含む把持又は開放動作に係る運動制御をおこなうようにした多指可動ロボットハンドにおける指関節駆動制御方法において、
指関節を屈曲駆動する際の把持トルクを増補するために、手掌部に動力伝達要素とは独立して設けた駆動補助線条部材を介して協働的な動力伝達をおこなう多指可動ロボットハンドにおける指関節駆動制御方法であって、
前記駆動補助線条部材に固定長の形状記憶性素材を用い、移動体に始端を置き、かつ、手首側に終端を置いて動力伝達方向と平行に張設して、通電制御することにより、該形状記憶性素材を長手方向に収縮駆動又は形状回復駆動することを特徴とするものである。
4th invention is comprised as a multi-finger multi-joint artificial hand, has a movable finger which connected each finger joint to the palm side so that it can be refracted, and was able to be extended and returned, and it was bent to the adjacent movable finger. The movement control related to the grasping or opening operation including the stationary behavior is performed by inserting the member and engaging the moving part that can be driven forward and backward in the wrist direction by pulling the member and pulling it. In the finger joint drive control method in the multi-finger movable robot hand,
A multi-finger movable robot hand that performs cooperative power transmission via a drive auxiliary linear member provided independently of the power transmission element on the palm to increase the gripping torque when the finger joint is driven to bend A finger joint drive control method in
By using a fixed-length shape memory material for the drive auxiliary line member, placing the starting end on the moving body, and placing the terminal end on the wrist side in parallel with the power transmission direction, The shape memory material is driven to contract or drive in shape recovery in the longitudinal direction.
本発明によれば、最も把持トルクが必要となるタイミングで形状記憶性素材に通電することにより形状回復駆動し、把持機能(把持トルク)を増補することができる。 According to the present invention, it is possible to reinforce the shape recovery by energizing the shape memory material at the timing when the gripping torque is most needed, thereby increasing the gripping function (griping torque).
また、把持動作をおこなう前に、拇指関節角度を4指と対向する位置へ手動変更操作して移動し、把持対象物をしっかりと把持することができる。また、把持動作時以外では、手掌外側へ移動させることにより、人間らしい自然な外観(指列配置)を呈するようにすることができる。 In addition, before performing the gripping operation, the thumb joint angle can be manually changed and moved to a position facing the four fingers, and the gripping target can be firmly gripped. In addition, when it is not during the gripping operation, it can be made to have a natural human appearance (finger row arrangement) by moving it outside the palm.
このように、拇指と他の4指の位置関係が生体(人間)の手指の構造に近いので、把持動作時においても把持動作以外の時にいても、柔らかい挙動や人的な外観を実現することができる。 As described above, since the positional relationship between the thumb and the other four fingers is close to the structure of a living body (human) finger, a soft behavior and a human appearance can be realized both during the gripping operation and during other than the gripping operation. Can do.
本発明を実施するための最良形態は、上記構成のハンドにおいて、手指の骨格要素となるリンク材を回動自在に結合し、かつ、回動支点には各々ねじりバネを設けて手指の伸展方向に付勢して指関節を形成した複数本の可動指と、該可動指の屈折を誘導する屈伸誘導線条部材と、手掌部に収設され1個の駆動源により動力伝達要素を介して手首方向と手指方向に往復移動可能に進退駆動される移動体を有し、該移動体の駆動制御に基づき屈伸誘導線条部材を牽引又は弛緩操作することにより、拇指を除く2本以上の可動指を各別に動作させ、静止挙動を含む把持又は開放動作に係る運動制御をおこなう指関節駆動機構を備えている。この具体的なハンド構成は、以下の点で特許文献1の基本構成とほぼ共通する。なお、屈伸誘導線条部材は、特許文献1記載の構成要素である可撓部材と同様に解してよい。
The best mode for carrying out the present invention is that in the hand configured as described above, a link material that is a skeleton element of a finger is rotatably coupled, and a torsion spring is provided at each pivotal fulcrum to extend the direction of the finger. A plurality of movable fingers that are urged to form a finger joint, a bending / stretching guide line member that induces refraction of the movable fingers, and a power transmission element that is housed in the palm and is driven by a single drive source It has a moving body that is driven to move back and forth so that it can reciprocate in the wrist direction and finger direction, and two or more movable parts excluding the thumb finger are operated by pulling or relaxing the bending / stretching guide wire member based on the drive control of the moving body A finger joint drive mechanism is provided that operates a finger separately and performs motion control related to a grasping or releasing operation including a stationary behavior. This specific hand configuration is substantially the same as the basic configuration of
手指の骨格要素となるリンク材を回動自在に結合して関節を形成し、ほぼ平行に配置された4指(示指、中指、環指及び小指)と、それらの手指と対向するように配置された拇指を有し、拇指を除く4指について、関節となるリンク材の各回動支点を経由して牽引可能な屈伸誘導線条部材を繋設するとともに、該回動支点には各々ねじりバネを設けて手指の伸展方向に付勢している点。 A link material, which is a skeleton element of fingers, is pivotally connected to form a joint, and four fingers (indicator, middle finger, ring finger, and little finger) arranged in parallel are arranged so as to face those fingers. For the four fingers excluding the thumb, a bending / stretching guide wire member that can be pulled via each rotation fulcrum of the link material as a joint is connected to each of the rotation fulcrum. A point that is energized in the direction of finger extension.
また、ねじ要素を用いて進退駆動され、駆動源の発停又は動力伝達の断続に基づき手首方向と手指方向に往復移動可能で任意位置に制動停止可能な移動体と、該移動体の体部に回動支持した揺動部材と、該揺動部材の両端にそれぞれ軸支され、かつ、両持ちの天秤の態様で槓桿保持された動滑車からなる動滑車ユニットを手掌部に収設している点。 Further, a moving body that is driven forward and backward using a screw element, can reciprocate in the wrist direction and the finger direction based on on / off of the driving source or intermittent power transmission, and can stop braking at an arbitrary position, and a body portion of the moving body And a swinging pulley unit pivotally supported on the both ends of the swinging member, and a moving pulley unit that is pivotally supported on both ends of the swinging member and is held in the form of a dual-supported balance. There are points.
また、屈伸誘導線条部材が、拇指を除き隣接する示指と中指、及び環指及び小指のそれぞれの指間に動滑車を介在させ2指の各第一指骨部のリンク材の体部を始端又は終端とする固定長の線条であって、該リンク材の各回動支点に自由回転プーリを軸支し、かつ、第二指骨部のリンク材の体部に設けた中間プーリを介して牽引可能に繋設したものである点。 In addition, the bending-extension guide line member starts the body part of the link material of the first finger bone part of each of the two fingers by interposing a movable pulley between each of the adjacent index finger and middle finger, and the ring finger and little finger except for the thumb. Or a fixed-length filament that terminates in a free-running pulley at each rotation fulcrum of the link material and pulled through an intermediate pulley provided in the body of the link material of the second phalange portion It is connected in a possible manner.
また、動滑車ユニットとともに動滑車の各保持位置を手首側又は手指側に移動させることにより、屈伸誘導線条部材を介して拇指を除く各手指を静止挙動を含み屈曲又は伸展方向に把持又は開放動作させる指関節駆動機構と、異径物を含む把持対象物に手指を接触させて指関節駆動における屈伸誘導線条部材の張力を調整又は保持することにより、静止挙動を含む把持動作に係る各指関節が把持対象物の外形状に倣って包み込むように屈曲して把持力を維持する異径物把持機構を有し、かつ、静止挙動は、動力又は制御の駆動停止に基づき、手指の屈曲状態又は把持状態を付勢力に抗して静止させたまま一時的に維持又は継続するものとしている点。 In addition, by moving each holding position of the moving pulley together with the moving pulley unit to the wrist side or finger side, each finger excluding the thumb finger is held or released in the bending or extending direction including the static behavior via the bending / stretching induction linear member. Each of the finger joint drive mechanisms to be operated and the gripping operations including stationary behaviors are adjusted or held by bringing the fingers into contact with the gripping objects including different diameter objects and adjusting or holding the tension of the bending / stretching induction linear member in the finger joint drive. It has a different-diameter object gripping mechanism that maintains the gripping force by bending so that the finger joint wraps around the outer shape of the object to be gripped, and the static behavior is based on the stop of driving of power or control. The point that the state or the gripping state is temporarily maintained or continued while being kept stationary against the urging force.
そして、これらの基本構成の他に、4指とは独立して配向角度又は位置関係を手動で変更操作可能に可動取り付けされ、把持操作時には4指に対向配置可能で、把持操作以外の時には手掌外側へ指列配置可能に構成した拇指を有している。 In addition to these basic configurations, it is movably mounted so that the orientation angle or positional relationship can be changed manually, independently of the four fingers, can be placed opposite to the four fingers during a gripping operation, and can be placed in a palm other than during the gripping operation. It has a thumb that is configured so that it can be placed on the outside.
また、指関節駆動機構は改変され、拇指を除く2本以上の可動指を各別に動作させ、静止挙動を含む把持又は開放動作に係る運動制御をおこなうために、一つの選択的な技術手段として、手指部に設けた屈伸誘導線条部材に固定長の形状記憶性素材を用いるとともに、その通電制御手段を設け、該屈伸誘導線条部材を長手方向に収縮駆動又は形状回復駆動するようにしている。これにより、指関節を屈曲駆動する際の把持トルクを増補する。 In addition, the finger joint drive mechanism has been modified to operate two or more movable fingers, excluding the thumb, separately, and to perform motion control related to gripping or releasing motion including stationary behavior, as one selective technical means In addition to using a fixed-length shape memory material for the bending / stretching induction filament member provided on the finger part, its energization control means is provided so that the bending / extension induction filament member is driven to contract or recover in shape in the longitudinal direction. Yes. As a result, the gripping torque when bending the finger joint is increased.
さらに、他の選択的な技術手段として、手掌部に駆動源と移動体間の動力伝達要素とは独立して設けた駆動補助線条部材に固定長の形状記憶性素材を用いるとともに、その通電制御手段を設け、該駆動補助線条部材を長手方向に収縮駆動又は形状回復駆動するようにしている。これにより、モータ駆動と協働する動力伝達要素(又は補助駆動源)を増設している。 Further, as another optional technical means, a fixed-length shape memory material is used for a driving auxiliary linear member provided independently of a power transmission element between a driving source and a moving body in the palm portion, and the energization thereof is performed. A control means is provided to drive the drive auxiliary linear member in a contraction drive or a shape recovery drive in the longitudinal direction. Thereby, the power transmission element (or auxiliary drive source) which cooperates with a motor drive is expanded.
ここで、駆動補助線条部材は、移動体に始端を置き、かつ、手首側に終端を置いて動力伝達方向と平行に張設され、通電制御手段に回路接続されるものである。 Here, the drive auxiliary linear member is placed in parallel with the power transmission direction with the start end on the moving body and the end on the wrist side, and is connected to the energization control means in a circuit.
上記いずれの選択的な技術手段においても、形状記憶性素材として形状記憶合金(以下、形状記憶メタルという。)、又は形状記憶ポリマー(以下、形状記憶プラスチックという。)からなる線条部材を用いることができる。当然のことながら、形状記憶プラスチックは導電性プラスチックである。 In any of the above selective technical means, a linear member made of a shape memory alloy (hereinafter referred to as shape memory metal) or a shape memory polymer (hereinafter referred to as shape memory plastic) is used as the shape memory material. Can do. Of course, the shape memory plastic is a conductive plastic.
本発明の一実施例である多指可動ロボットハンド〔以下、第1、第2又は第3実施例ハンド。〕について添付図面を参照して以下説明する。 A multi-finger movable robot hand [hereinafter referred to as a first, second, or third embodiment hand] according to an embodiment of the present invention. ] Will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1は、第1実施例ハンドの構成概要説明図である。 FIG. 1 is a schematic explanatory diagram of the structure of the first embodiment hand.
図2は、第2実施例ハンドの構成概要説明図である。 FIG. 2 is a schematic explanatory diagram of the structure of the second embodiment hand.
図3は、第3実施例ハンドの構成概要説明図である。 FIG. 3 is a schematic explanatory diagram of the structure of the third embodiment hand.
ぞれぞれの実施例の構成上の違いは、形状記憶メタルを配設する位置、及び配設のしかたが異なる点にある。第1実施例ハンド(図1)は可動指に配置する屈伸誘導線条部材を形状記憶メタルで構成するものであり、第2実施例ハンド(図2)及び第3実施例ハンド(図3)は、いずれも駆動源である駆動用モータが牽引するワイヤ(動力伝達要素)に併設した駆動補助線条部材を形状記憶メタルで構成するものである。第2実施例ハンド(図2)と第3実施例ハンド(図3)との構成上の違いは、形状記憶メタルの配設のしかた(手掌部に収設するかどうかの取り付け方)が異なる。なお、形状記憶メタルに代替して形状記憶プラスチックを用いることも考慮される。いずれも、把持トルクの増補に関する作用効果(形状回復)は共通する。 The difference in the configuration of each of the embodiments is that the position where the shape memory metal is disposed and the manner in which the shape memory metal is disposed are different. In the first embodiment hand (FIG. 1), the bending / stretching guide wire member arranged on the movable finger is made of a shape memory metal, and the second embodiment hand (FIG. 2) and the third embodiment hand (FIG. 3). In either case, the drive auxiliary linear member provided along with the wire (power transmission element) pulled by the drive motor as the drive source is made of a shape memory metal. The difference in configuration between the second embodiment hand (FIG. 2) and the third embodiment hand (FIG. 3) is the way in which the shape memory metal is arranged (how to place it in the palm). . It is also considered to use shape memory plastic instead of shape memory metal. In both cases, the operational effect (recovery of shape) relating to the increase in gripping torque is common.
図4は、可動指の構成及び指関節駆動機構を示す説明図である。 FIG. 4 is an explanatory diagram showing the configuration of the movable finger and the finger joint drive mechanism.
図5は、可動指(拇指を除く4指)の指関節駆動(把持動作時)と形状記憶メタルの通電制御との関係を示す説明図である。 FIG. 5 is an explanatory diagram showing the relationship between the finger joint drive (during a gripping operation) of the movable finger (four fingers excluding the thumb) and the energization control of the shape memory metal.
図6は、拇指を含む5指を可動指とするハンド構造(実施例共通)を示す説明図である。 FIG. 6 is an explanatory diagram showing a hand structure (common to the examples) in which five fingers including the thumb are movable fingers.
図7は、拇指関節構造(実施例共通)を示す部分説明図である。 FIG. 7 is a partial explanatory view showing the thumb joint structure (common to the examples).
図8は、拇指の可動性(実施例共通)を示す説明図である。 FIG. 8 is an explanatory diagram showing the mobility of the thumb (common to the examples).
(実施例1)
図1に示すように、第1実施例ハンドXは、動滑車15;16が手掌部に設けた動力源である駆動用モータ1;2の回転動力により往復移動する移動体10と、その体部に回動支持した揺動部材12の両端にそれぞれ軸支され、かつ、両持ちの天秤の態様で槓桿保持されるとともに、これら動滑車15;16、移動体10及び揺動部材12を一体的に組付けた動滑車ユニットを有している。
Example 1
As shown in FIG. 1, the first embodiment hand X includes a moving
動滑車ユニットの一構成要素である移動体10は、スライダ9に装着され、かつ、該移動体10の後端を牽引要素を介して手掌部に設けた駆動用モータ1;2に連係し、該駆動用モータ1;2から発生する回転動力により牽引要素を巻き取り又は巻き戻し操作して、移動体10を含む動滑車ユニットを往復移動するものとされる。
The moving
ここで、牽引要素は、ワイヤ7;8とドラム付き回転歯車5;6と、ウォームギア3;4からなるものであり、これらをスライダ9の後端の手首側に配置して、ウォームギア3;4を駆動用モータ1;2により回転駆動して移動対10を進退させる。
Here, the traction element is composed of the
そして、巻き取り操作に基づき移動体10〔動滑車ユニット〕を手首寄りに引きながら屈伸誘導線条部材17;18、19;20を牽引して把持力を発生させ、駆動停止又は巻回停止に基づき把持状態を維持し、巻き戻し操作に基づき移動体10〔動滑車ユニット〕を手指寄りに押し戻しながら屈伸誘導線条部材17;18、19;20を弛緩させて把持力を開放するようにしている。 Based on the winding operation, while pulling the moving body 10 [moving pulley unit] closer to the wrist, the bending / stretching induction linear members 17; 18, 19; 20 are pulled to generate a gripping force to stop driving or winding. The gripping state is maintained based on the unwinding operation, and the movable body 10 [moving pulley unit] is pushed back toward the finger while the bending-inducing and guiding linear members 17; 18, 19; 20 are relaxed to release the gripping force. Yes.
指関節駆動機構は、図4に示すように、回転動力により動滑車(図1中の符号15;16)の各保持位置を往復移動し、正回転に基づき屈伸誘導線条部材58(図1中の符号17;18、又は19;20に同じ)を牽引してゆき、ねじりバネ64;65の弾性力に抗しながらリンク材である第一指骨62、第二指骨63を手指の屈曲方向に掌握動作して拇指を除く2本以上の手指に把持力を発生させ、駆動停止又は回転停止に基づき把持状態を維持し、逆回転に基づき屈伸誘導線条部材58(図1中の符号17;18、又は19;20に同じ)を弛緩又は送出してゆき、ねじりバネ64;65の拘束を漸次開放し。リンク材である第一指骨62、第二指骨63を手指の伸展方向に復帰動作させて2本以上の手指に復元力を発生させるものである。
As shown in FIG. 4, the finger joint driving mechanism reciprocates each holding position of the moving pulley (
異径物把持機構は、2本以上の手指と拇指を異径物を含む把持対象物に接触させて、指関節駆動における屈伸誘導線条部材58(図1中の符号17;18、又は19;20に同じ)の張力を調整又は保持し、各指関節が把持対象物に外形状に倣って包み込むように屈曲して把持力を維持するものである。 The different-diameter object gripping mechanism brings two or more fingers and thumbs into contact with a gripping object including a different-diameter object, so that a bending-extension guide wire member 58 (reference numeral 17 in FIG. 1; 18 or 19 in FIG. 1). The same tension as that of 20), and each finger joint is bent so as to wrap the object to be grasped following the outer shape to maintain the grasping force.
上記構成において、第一の可動指(示指21)と第二の可動指(中指22)に連通する屈伸誘導線条部材17;18、及び第三の可動指(環指23)と第四の可動指(小指24)に連通する屈伸誘導線条部材19;20として、通電時に発熱して線条長さが短くなる形状記憶メタルを用いことにより、把持時に手首方向への移動を可能とする動力のみでは不足する把持トルクを補うため、最も把持トルクが必要となるタイミングにのみ形状記憶メタルに通電を行い形状回復駆動し、正確な把持動作を実現するようにしている。図5に、可動指(拇指を除く4指)の指関節駆動(把持動作時)と形状記憶メタルの通電制御との関係を示す。以下、屈伸誘導線条部材は形状記憶メタル〔符号は17、18、19、20〕と表記する。
In the above-described configuration, the bending / stretching induction linear member 17; 18 communicating with the first movable finger (indicating finger 21) and the second movable finger (middle finger 22), and the third movable finger (ring finger 23) and the fourth By using a shape memory metal that generates heat when energized and shortens the length of the wire as the bending-extension
さらに、図6、図7及び図8に示すように、拇指についても可動性を与え、把持を行わない手空き状態において、拇指を手掌の外側に配置することで、より人間らしい外観を実現することができる。 Furthermore, as shown in FIGS. 6, 7, and 8, the thumb is also provided with mobility, and in a hand-free state where gripping is not performed, the thumb is placed outside the palm to realize a more human-like appearance. Can do.
また、把持を行う場合は、拇指位置を拇指以外の4指と対向する位置へ移動させることで、把持の効率を向上させる。この拇指位置の移動は手動操作するものとしているが、別途、駆動源を配置して機械操作する構成としてもよい。 Further, when gripping, the efficiency of gripping is improved by moving the thumb position to a position facing four fingers other than the thumb finger. The movement of the thumb position is manually operated, but a configuration may be employed in which a drive source is separately arranged and mechanically operated.
図1及び図5に基づき第1実施例ハンドXの指関節駆動機構(作用又は操作)について以下説明する。 The finger joint drive mechanism (action or operation) of the hand X of the first embodiment will be described below with reference to FIGS.
コントローラ30から駆動源である駆動用モータ1;2へ電線28及び電線29を介して制御信号を出力し、駆動用モータ1;2からウォームギア3;4を経由して、回転歯車5;6に動力を伝達され、ワイヤ7;8を牽引していくことにより、スライダ9上に配置されている移動体10がスライダ9の軸方向右側に移動する。
A control signal is output from the
このタイミングにあわせて、形状記憶メタル17;18、及び形状記憶メタル19;20に対して、電線25、電線26及び電線27を介してコントローラ30から電流を供給する。これにより、線長を短くして(形状回復駆動して)牽引力を発生させ、指関節の屈曲に係る把持トルク(把持力)を補う。なお、このタイミングとは、一連の把持動作の中で把持力が不足して、把持不能となる時点を言う。
In accordance with this timing, a current is supplied from the
移動体10はピン11のまわりに自由回転する揺動部材12に動力を伝達する。揺動部材12はピン13及びピン14を介して動滑車15及び動滑車16に動力を伝達する。動滑車15は形状記憶メタル17;18を牽引する。同様に動滑車16は形状記憶メタル19;20を牽引する。形状記憶メタル17は示指21を動かす。同様に、形状記憶メタル18は中指22を、形状記憶メタル19は環指23を、形状記憶メタル20は小指24をそれぞれ動かす。
The moving
ここで、示指21及び中指22の動きを拘束した場合、形状記憶メタル17;18を牽引することができなくなるため、動滑車15は移動することができなくなるが、動滑車16は移動することができるので、形状記憶メタル19;20を介して、環指23及び小指24に動力を伝達できる。
Here, when the movements of the
そしてさらに、環指23の動きを拘束すると、形状記憶メタル19を牽引することはできなくなるが、形状記憶メタル20を牽引して小指24を動かすことができる。なお、把持力(状態)を維持するには駆動(源)を停止する。ウォームギア3及びウォームギア4がもともと制動機能を有するからである。したがって、制動手段(ブレーキ)を別途設ける必要がない。
Furthermore, if the movement of the
また、第2実施例ハンドY〔図2〕及び第3実施例ハンドZ〔図3〕は、それぞれ駆動源である駆動用モータが牽引するワイヤ(動力伝達要素又は牽引要素)に併設した駆動補助線条部材35、52を形状記憶メタルで構成するものである。以下、駆動補助線条部材は形状記憶メタル〔符号は35、52〕と表記する。ここで、両者の違いは、形状記憶メタル35、52の配設のしかた、すなわち手掌部に収設するかどうかの取り付け方が異なる。当然のことながら、線長が大きい(長い)ほうが伸縮のストロークが大きいので、線長設計により、増補する期間(時間間隔)やそのストローク補調整が図れる。
Further, the second embodiment hand Y [FIG. 2] and the third embodiment hand Z [FIG. 3] are each provided with driving assistance provided with a wire (power transmission element or traction element) pulled by a driving motor as a driving source. The
図示のとおり、スライダに装着した移動体10〔動滑車ユニット〕の後端に配置されたワイヤ(動力伝達要素又は牽引要素)と併設して、通電時に発熱して線条長さが短くなる形状記憶メタル35、52を配設し、把持動作時に手首方向への移動を可能とする動力のみでは不足する把持トルクを補うため、最も把持トルクが必要となるタイミングにのみ形状記憶メタル35、52に通電を行い、正確な把持挙動をおこなわせるようにしている。第2、第3実施例ハンドY、Zのそれぞれについて以下説明する。
As shown in the figure, along with the wire (power transmission element or traction element) arranged at the rear end of the moving body 10 [moving pulley unit] mounted on the slider, the shape of the wire is shortened by generating heat when energized. The
(実施例2)
第2実施例ハンドY〔図2〕は、駆動源である駆動用モータ1;2が牽引するワイヤ7;8(動力伝達要素又は牽引要素)に併設した駆動補助線条部材35を形状記憶メタルで構成するものである。
(Example 2)
The second embodiment hand Y [FIG. 2] is a shape memory metal in which a drive auxiliary
コントローラ42から駆動源である駆動用モータ1;2を電線40;41を介して制御信号を出力し、スライダ9に装着した移動体10〔動滑車ユニット〕を右側へ移動させるのは、実施例1(第1実施例ハンドX)と同様である。この実施例ハンドYでは、指関節内の屈伸誘導線条部材31;32;33;34は形状記憶メタルではなく、可撓部材(通常はワイヤ)で構成されている。
The
移動体10〔動滑車ユニット〕の後端に配置されたワイヤ7;8(動力伝達要素又は牽引要素)と併設して、通電時に発熱して線条長さが短くなる形状記憶メタル35を配設し、把持動作時に手首方向への移動を可能とする動力のみでは不足する把持トルクを補うため、最も把持トルクが必要となるタイミングにのみ、形状記憶メタル35に対して電線38;39を介してコントローラ30から電流を供給通電を行い、正確な把持挙動をおこなわせるようにしている。
In addition to the
この実施例ハンドYは、手掌部の手首方向外部に、例えば図示の固定ピン36を配置した固定ピン配置部材37のような形状記憶メタルの終端を固定する構造を作製可能な事例に対応する。
This embodiment hand Y corresponds to an example in which a structure for fixing the end of the shape memory metal such as a fixed
(実施例3)
第3実施例ハンドZ〔図3〕は、駆動源である駆動用モータ1;2が牽引するワイヤ7;8(動力伝達要素又は牽引要素)に併設した駆動補助線条部材52を形状記憶メタルで構成するものである。
(Example 3)
In the third embodiment hand Z (FIG. 3), the drive auxiliary
コントローラ57から駆動源である駆動用モータ1;2を電線55;56を介して制御信号を出力し、スライダ9に装着した移動体10〔動滑車ユニット〕を右側へ移動させるのは、実施例1(第1実施例ハンドX)と同様である。この実施例ハンドZでは、指関節内の屈伸誘導線条部材43;44;45;46は形状記憶メタルではなく、可撓部材(通常はワイヤ)で構成されている。
The
形状記憶メタル52は移動体10の後端に取り付けられた形状記憶メタル固定部材47と、手首側モータ位置に配置された形状記憶メタル固定部材48の間に配置される。両端は形状記憶メタル固定部材48上に固定ピン51a;51bで固定され、形状記憶メタル固定部材47上のピン49a;49b;49c;49d、そして形状記憶メタル固定部材48上のピン50a;50b;50cをたすき掛けに往復し、配置される。
The
移動体10〔動滑車ユニット〕の後端に配置されたワイヤ7;8(動力伝達要素又は牽引要素)と併設して、通電時に発熱して線条長さが短くなる形状記憶メタル52を上記方法にて配設し、把持動作時に手首方向への移動を可能とする動力のみでは不足する把持トルクを補うため、最も把持トルクが必要となるタイミングにのみ、形状記憶メタル52に対して電線53;54を介してコントローラ57から電流を供給通電を行い、正確な把持挙動をおこなわせるようにしている。
The
この実施例ハンドZは、第2実施例ハンドYのように手掌部の手首方向外部で形状記憶メタルの終端を固定することが出来ない事例に対応する。 This embodiment hand Z corresponds to a case where the end of the shape memory metal cannot be fixed outside the palm portion of the palm portion like the second embodiment hand Y.
1 駆動用モータ〔駆動源〕
2 駆動用モータ〔駆動源〕
3 ウォームギア
4 ウォームギア
5 回転歯車
6 回転歯車
7 ワイヤ〔動力伝達要素〕
8 ワイヤ〔動力伝達要素〕
9 スライダ
10 移動体〔動滑車ユニット〕
11 ピン〔動滑車ユニット〕
12 揺動部材〔動滑車ユニット〕
13 ピン〔動滑車ユニット〕
14 ピン〔動滑車ユニット〕
15 動滑車〔動滑車ユニット〕
16 動滑車〔動滑車ユニット〕
17 形状記憶メタル〔屈伸誘導線条部材〕
18 形状記憶メタル〔屈伸誘導線条部材〕
19 形状記憶メタル〔屈伸誘導線条部材〕
20 形状記憶メタル〔屈伸誘導線条部材〕
21 示指〔第一の可動指〕
22 中指〔第二の可動指〕
23 環指〔第三の可動指〕
24 小指〔第四の可動指〕
25 電線(形状記憶メタル通電配線)
26 電線(形状記憶メタル通電配線)
27 電線(形状記憶メタル通電配線)
28 電線(モータ通電配線)
29 電線(モータ通電配線)
30 コントローラ〔通電制御手段〕
31 屈伸誘導線条部材
32 屈伸誘導線条部材
33 屈伸誘導線条部材
34 屈伸誘導線条部材
35 形状記憶メタル〔駆動補助線条部材〕
36 固定ピン〔終端〕
37 固定ピン配置部材〔手首側〕
38 電線(形状記憶メタル通電配線)
39 電線(形状記憶メタル通電配線)
40 電線(形状記憶メタル通電配線)
41 電線(モータ通電配線)
42 コントローラ〔通電制御手段〕
43 屈伸誘導線条部材
44 屈伸誘導線条部材
45 屈伸誘導線条部材
46 屈伸誘導線条部材
47 形状記憶メタル固定部材
48 形状記憶メタル固定部材
49a ピン
49b ピン
49c ピン
49d ピン
50a ピン
50b ピン
50c ピン
51a 固定ピン
51b 固定ピン
52 形状記憶メタル〔駆動補助線条部材〕
53 電線(形状記憶メタル通電配線)
54 電線(形状記憶メタル通電配線)
55 電線(モータ通電配線)
56 電線(モータ通電配線)
57 コントローラ〔通電制御手段〕
58 屈伸誘導線条部材
59 第二関節プーリ
60 中間プーリ
61 第一関節プーリ
62 第一指骨〔リンク材〕
63 第二指骨〔リンク材〕
64 ねじりバネ
65 ねじりバネ
66 拇指関節固定具
67 ボールジョント
68 拇指第二指骨
X 第1実施例ハンド
Y 第2実施例ハンド
Z 第3実施例ハンド
1 Drive motor [drive source]
2 Drive motor [drive source]
3
8 Wire [Power transmission element]
9 Slider
10 Moving object (moving pulley unit)
11 pin (moving pulley unit)
12 Swing member (moving pulley unit)
13 pin (moving pulley unit)
14 pin (moving pulley unit)
15 Moving pulley (moving pulley unit)
16 Moving pulley (moving pulley unit)
17 Shape memory metal (bend-stretch induction wire member)
18 Shape memory metal (bend-stretch induction wire member)
19 Shape memory metal (bend-stretch induction wire member)
20 Shape memory metal (bend-stretch induction wire member)
21 Index finger (first movable finger)
22 Middle finger (second movable finger)
23 Ring finger (third movable finger)
24 little finger (fourth movable finger)
25 Electric wires (shape memory metal energization wiring)
26 Electric wire (shape memory metal energization wiring)
27 Electric wire (shape memory metal energization wiring)
28 Electric wires (motor energization wiring)
29 Electric wires (motor energization wiring)
30 Controller (energization control means)
31 Bend-stretch induction wire member
32 Bend-stretch induction wire member
33 Bending-inducing wire member
34 Bending-stretch induction wire member
35 Shape memory metal (drive auxiliary line member)
36 Pin (Terminal)
37 Fixed pin placement member (wrist side)
38 Electric wires (shape memory metal energization wiring)
39 Electric wires (shape memory metal energization wiring)
40 Electric wires (shape memory metal energization wiring)
41 Electric wires (motor energization wiring)
42 Controller (energization control means)
43 Bending-stretching induction wire member
44 Flexion-inducing wire member
45 Flexion-inducing wire member
46 Bending-stretching guide wire member
47 Shape memory metal fixing member
48 Shape memory metal fixing member
49a pin
49b pin
49c pin
49d pin
50a pin
50b pin
50c pin
51a Fixing pin
51b Fixing pin
52 Shape memory metal [Driving auxiliary linear member]
53 Electric wire (shape memory metal energization wiring)
54 Electric wire (shape memory metal energization wiring)
55 Electric wires (motor energization wiring)
56 Electric wires (motor energization wiring)
57 Controller (energization control means)
58 Bending-stretching induction wire member
59 Second joint pulley
60 Intermediate pulley
61 First joint pulley
62 First phalange (link material)
63 Second phalange (link material)
64 Torsion spring
65 Torsion spring
66 thumb joint anchor
67 Ball Jonto
68 Second finger bone X First embodiment hand Y Second embodiment hand Z Third embodiment hand
Claims (7)
前記屈伸誘導線条部材として固定長の形状記憶性素材を用いるとともに、その通電制御手段を設けてなり、該形状記憶性素材を長手方向に収縮駆動又は形状回復駆動することにより、指関節を屈曲駆動する際の把持トルクを増補するようにしたことを特徴とする多指可動ロボットハンド。 It is constructed as a multi-finger multi-joint artificial hand, each finger joint has a movable finger that is refracted to the palm side and pivotally connected so as to be able to return to stretch, and a bending guide wire member is inserted into the adjacent movable finger, and In the multi-finger movable robot hand that performs the motion control related to the gripping or releasing operation including the stationary behavior by engaging the towing operation by locking the inter-finger connecting portion with a movable body that can be driven to advance and retreat in the wrist direction,
A flexure-extension-inducing line member is made of a fixed-length shape memory material and provided with an energization control means. The shape memory material is contracted or restored in the longitudinal direction to flex the finger joint. A multi-fingered robot hand characterized in that the gripping torque for driving is increased.
手掌部に動力伝達要素とは独立して設けた駆動補助線条部材を介して協働的な動力伝達をおこなう多指可動ロボットハンドであって、
前記駆動補助線条部材として固定長の形状記憶性素材を用いるとともに、その通電制御手段を設けてなり、
前記形状記憶性素材は、移動体に始端を置き、かつ、手首側に終端を置いて動力伝達方向と平行に張設され、前記通電制御手段に回路接続したものであり、該形状記憶性素材を長手方向に収縮駆動又は形状回復駆動することにより、指関節を屈曲駆動する際の把持トルクを増補するようにしたことを特徴とする多指可動ロボットハンド。 It is constructed as a multi-finger multi-joint artificial hand, each finger joint has a movable finger that is refracted to the palm side and pivotally connected so as to be able to return to stretch, and a bending guide wire member is inserted into the adjacent movable finger, and In the multi-finger movable robot hand that performs the motion control related to the gripping or releasing operation including the stationary behavior by engaging the towing operation by locking the inter-finger connecting portion with a movable body that can be driven to advance and retreat in the wrist direction,
A multi-finger movable robot hand that performs cooperative power transmission via a driving auxiliary linear member provided independently of the power transmission element in the palm part,
While using a fixed-length shape memory material as the drive auxiliary linear member, and providing its energization control means,
The shape memory material is formed by placing a starting end on a moving body and an end on the wrist side, and being stretched in parallel with the direction of power transmission, and connected to the energization control means. A multi-finger movable robot hand characterized in that the gripping torque at the time of bending driving of the finger joint is augmented by contraction driving or shape recovery driving in the longitudinal direction.
手指部に設けた屈伸誘導線条部材に固定長の形状記憶性素材を用いるとともに、その通電制御手段を設けてなり、前記屈伸誘導線条部材を長手方向に収縮駆動又は形状回復駆動することにより、指関節を屈曲駆動する際の把持トルクを増補するようにしたことを特徴とする多指可動ロボットハンド。 Represented by multi-finger and multi-joint myoelectric control prosthetic hands, link materials that serve as the skeleton elements of the fingers are rotatably coupled, and torsion springs are provided at the pivoting fulcrums to bias the fingers in the extending direction. A plurality of movable fingers that form finger joints, a bending / stretching guide line member that induces refraction of the movable fingers, a wrist direction and fingers through a power transmission element by a single drive source housed in a palm portion A movable body that is driven back and forth so as to be reciprocally movable in a direction, and two or more movable fingers excluding the thumb are moved by pulling or loosening the bending / stretching guide wire member based on drive control of the movable body. In a multi-finger movable robot hand equipped with a finger joint drive mechanism that operates separately and performs motion control related to gripping or releasing operation including stationary behavior,
By using a fixed-length shape-memory material for the bending / stretching induction linear member provided on the finger part, and by providing its energization control means, the bending / extension induction linear member is driven to contract or recover in shape in the longitudinal direction. A multi-finger movable robot hand characterized in that the gripping torque at the time of bending and driving the finger joint is increased.
手掌部に動力伝達要素とは独立して設けた駆動補助線条部材に固定長の形状記憶性素材を用いるとともに、その通電制御手段を設けてなり、
前記駆動補助線条部材は、前記移動体に始端を置き、かつ、手首側に終端を置いて動力伝達方向と平行に張設され、前記通電制御手段に回路接続したものであり、
前記駆動補助線条部材を長手方向に収縮駆動又は形状回復駆動することにより、指関節を屈曲駆動する際の把持トルクを増補するようにしたことを特徴とする多指可動ロボットハンド。 Represented by multi-finger and multi-joint myoelectric control prosthetic hands, link materials that serve as the skeleton elements of the fingers are rotatably coupled, and torsion springs are provided at the pivoting fulcrums to bias the fingers in the extending direction. A plurality of movable fingers that form finger joints, a bending / stretching guide line member that induces refraction of the movable fingers, a wrist direction and fingers through a power transmission element by a single drive source housed in a palm portion A movable body that is driven back and forth so as to be reciprocally movable in a direction, and two or more movable fingers excluding the thumb are moved by pulling or loosening the bending / stretching guide wire member based on drive control of the movable body. In a multi-finger movable robot hand equipped with a finger joint drive mechanism that operates separately and performs motion control related to gripping or releasing operation including stationary behavior,
While using a fixed-length shape memory material for the driving auxiliary linear member provided independently of the power transmission element in the palm part, and providing its energization control means,
The driving auxiliary linear member is placed on the movable body with a starting end, and is placed on the wrist side in parallel with a power transmission direction with a terminal end, and is connected to the energization control means in a circuit,
A multi-finger movable robot hand characterized in that a gripping torque at the time of bending driving of a finger joint is augmented by contraction driving or shape recovery driving of the driving auxiliary linear member in the longitudinal direction.
可動指が、ほぼ平行に配置された示指、中指、環指及び小指(以下、4指。)と、該4指とは独立して可動取り付けした母指からなり、該母指の配向角度又は位置関係を、前記4指に対向配置可能で、手掌外側へ指列配置可能に手動変更操作するようにしたことを特徴とする多指可動ロボットハンド。 The multi-finger movable robot hand according to any one of claims 1 to 4,
The movable finger includes a pointing finger, a middle finger, a ring finger, and a little finger (hereinafter referred to as four fingers) arranged substantially in parallel, and a thumb that is movable and attached independently of the four fingers, and the orientation angle of the thumb or A multi-finger movable robot hand characterized in that the positional relationship can be arranged to face the four fingers and manually changed so that a finger row can be arranged outside the palm.
指関節を屈曲駆動する際の把持トルクを増補するための多指可動ロボットハンドにおける指関節駆動制御方法であって、
手指部に設けた屈伸誘導線条部材に固定長の形状記憶性素材を用いて通電制御することにより、該形状記憶性素材を長手方向に収縮駆動又は形状回復駆動することを特徴とする多指可動ロボットハンドにおける指関節駆動制御方法。 It is constructed as a multi-finger multi-joint artificial hand, each finger joint has a movable finger that is refracted to the palm side and pivotally connected so as to be able to return to stretch, and a bending guide wire member is inserted into the adjacent movable finger, and In the multi-finger movable robot hand that performs the motion control related to the gripping or releasing operation including the stationary behavior by locking the inter-finger connecting portion to the movable body that can be driven to advance and retreat in the wrist direction and pulling it. In the finger joint drive control method,
A finger joint drive control method in a multi-finger movable robot hand for augmenting a gripping torque when bending and driving a finger joint,
A multi-finger characterized in that the shape memory material is contracted or restored in the longitudinal direction by controlling energization using a fixed length shape memory material on the bending / stretching guide wire member provided on the finger part. A finger joint drive control method for a movable robot hand.
指関節を屈曲駆動する際の把持トルクを増補するために、手掌部に動力伝達要素とは独立して設けた駆動補助線条部材を介して協働的な動力伝達をおこなう多指可動ロボットハンドにおける指関節駆動制御方法であって、
前記駆動補助線条部材に固定長の形状記憶性素材を用い、移動体に始端を置き、かつ、手首側に終端を置いて動力伝達方向と平行に張設して、通電制御することにより、該形状記憶性素材を長手方向に収縮駆動又は形状回復駆動することを特徴とする多指可動ロボットハンドにおける指関節駆動制御方法。 It is constructed as a multi-finger multi-joint artificial hand, each finger joint has a movable finger that is refracted to the palm side and pivotally connected so as to be able to return to stretch, and a bending guide wire member is inserted into the adjacent movable finger, and In the multi-finger movable robot hand that performs the motion control related to the gripping or releasing operation including the stationary behavior by locking the inter-finger connecting portion to the movable body that can be driven to advance and retreat in the wrist direction and pulling it. In the finger joint drive control method,
A multi-finger movable robot hand that performs cooperative power transmission via a drive auxiliary linear member provided independently of the power transmission element on the palm to increase the gripping torque when the finger joint is driven to bend A finger joint drive control method in
By using a fixed-length shape memory material for the drive auxiliary line member, placing the starting end on the moving body, and placing the terminal end on the wrist side in parallel with the power transmission direction, A finger joint drive control method for a multi-finger movable robot hand, characterized in that the shape memory material is contracted or restored in the longitudinal direction.
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