特許 6891344 動き検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6891344

(24)【登録日】2021年5月28日

(45)【発行日】2021年6月18日

(54)【発明の名称】動き検出装置

(51)【国際特許分類】

   B25J 13/02 20060101AFI20210607BHJP

   G06F 3/0338 20130101ALI20210607BHJP

   G06F 3/0346 20130101ALI20210607BHJP

【ＦＩ】

   B25J13/02

   G06F3/0338 411

   G06F3/0346 424

【請求項の数】13

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2020-520975(P2020-520975)

(86)(22)【出願日】2018年5月25日

(86)【国際出願番号】JP2018020103

(87)【国際公開番号】WO2019224994

(87)【国際公開日】20191128

【審査請求日】2020年6月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】515300952

【氏名又は名称】株式会社メルティンＭＭＩ

(74)【代理人】

【識別番号】100166006

【弁理士】

【氏名又は名称】泉 通博

(74)【代理人】

【識別番号】100154070

【弁理士】

【氏名又は名称】久恒 京範

(74)【代理人】

【識別番号】100153280

【弁理士】

【氏名又は名称】寺川 賢祐

(72)【発明者】

【氏名】粕谷 昌宏

(72)【発明者】

【氏名】關 達也

【審査官】 篠原 将之

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０７−１４６７５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１９６８８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０１６５７７０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００５−０１４１６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１１０２５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００５／０５７３９５（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２５Ｊ １３／０２

Ｇ０６Ｆ ３／０３３８

Ｇ０６Ｆ ３／０３４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

多関節ロボットを遠隔操作させるための操作者の指の動きを検出する動き検出装置であって、
前記指が添えられるように設置された装置本体と、
前記装置本体において前記指の形状に倣って形成されており、前記指が接触する接触部と、
前記接触部に対する前記指の押圧状態に基づいて前記指の動きを検出する検出部と、
を備え、
前記接触部は、前記指の押圧に応じて軸部周りに回動する回動部を有し、
前記検出部は、
前記指の指先の位置を検出する位置検出部を更に有し、
前記回動部の回動量と前記位置検出部が検出した前記指先の位置とに基づいて、前記指の動きを検出する、動き検出装置。

【請求項2】

多関節ロボットを遠隔操作させるための操作者の指の動きを検出する動き検出装置であって、
前記指が添えられるように設置された装置本体と、
前記装置本体において前記指の形状に倣って形成されており、前記指が接触する接触部と、
前記接触部に対する前記指の押圧状態に基づいて前記指の動きを検出する検出部と、
前記多関節ロボットが物体に触れた際の前記物体からの反力に対応する力覚を発生させる力覚発生部と、
を備え、
前記接触部は、前記指の押圧に応じて軸部周りに第１方向に回動する回動部を有し、
前記力覚発生部は、
前記第１方向の逆方向である第２方向に前記回動部を回動させる駆動部を有し、
当該駆動部によって前記回動部を前記第２方向へ回転させることで前記力覚を発生させる、動き検出装置。

【請求項3】

前記接触部のうち、前記指の腹が接触する領域は、前記指側に向かって凸状に湾曲している、
請求項１又は２に記載の動き検出装置。

【請求項4】

前記接触部は、前記指の押圧に応じて軸部周りに回動する回動部を有し、
前記検出部は、前記回動部に対する前記指の押圧状態に基づいて前記指の動きを検出する、
請求項１から３のいずれか１項に記載の動き検出装置。

【請求項5】

前記接触部は、前記指による押圧状態に応じて弾性変形する、
請求項１から３のいずれか１項に記載の動き検出装置。

【請求項6】

前記接触部は、前記指の形状に倣って形成された溝部である、
請求項１から５のいずれか１項に記載の動き検出装置。

【請求項7】

前記溝部は、前記装置本体の外周面に形成されている、
請求項６に記載の動き検出装置。

【請求項8】

前記装置本体は、前記指が挿入可能な挿入穴部を有し、
前記接触部は、前記挿入穴部に設けられている、
請求項１から５のいずれか１項に記載の動き検出装置。

【請求項9】

前記装置本体は、球形状または楕円体の一部または全部からなる球体部を有し、
前記接触部は、前記球体部に設けられている、
請求項１から８のいずれか１項に記載の動き検出装置。

【請求項10】

前記検出部は、前記接触部に接触している前記指の基節、中節及び末節の少なくとも１つの指節に対応する位置に配置され、当該指節の押圧状態を検出する指節検出部を有する、
請求項１から９のいずれか１項に記載の動き検出装置。

【請求項11】

前記接触部は、前記指の押圧に応じて軸部周りに回動する回動部を有し、
前記検出部は、前記回動部に設けられている、
請求項１に記載の動き検出装置。

【請求項12】

前記検出部は、前記溝部における前記指の側面が接触する領域に配置され、前記指の左右方向の少なくとも一方の動きを検出する、
請求項７に記載の動き検出装置。

【請求項13】

前記検出部は、前記挿入穴部における前記指の側面が接触する領域に配置され、前記指の左右方向の少なくとも一方の動きを検出する、
請求項８に記載の動き検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、多関節ロボットを遠隔操作させるための操作者の指の動きを検出する動き検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、多関節ロボットの一例であるロボットハンドが操作者によって遠隔操作される遠隔操作システムが利用されている。例えば、下記の特許文献１では、操作者が、内部に手指の動作を検出するためのセンサや光ファイバが設けられたグローブを装着しており、検出した手指の動作に倣ってロボットハンドを動作させる技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平４−２１０３９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、上記のグローブでは、例えば指の動きを検出するために曲がるタイプのセンサが用いられるが、このようなセンサは破損しやすく、また検出精度が低いという問題点がある。また、操作者は、内部のセンサ等が破損しないようにグローブを装着する必要があるため、グローブを装着し難いという問題点がある。

【0005】

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、多関節ロボットを動作させるための操作者の手の動きを高精度に検出できると共に、耐久性及び装着の簡便性に優れた動き検出装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一の態様においては、多関節ロボットを遠隔操作させるための操作者の指の動きを検出する動き検出装置であって、前記指が添えられるように設置された装置本体と、前記装置本体において前記指の形状に倣って形成されており、前記指が接触する接触部と、前記接触部に対する前記指の押圧状態に基づいて前記指の動きを検出する検出部と、を備える、動き検出装置を提供する。

【0007】

また、前記接触部のうち、前記指の腹が接触する領域は、前記指側に向かって凸状に湾曲していることとしてもよい。

【0008】

また、前記接触部は、前記指の押圧に応じて軸部周りに回動する回動部を有し、前記検出部は、前記回動部に対する前記指の押圧状態に基づいて前記指の動きを検出することとしてもよい。

【0009】

また、前記接触部は、前記指による押圧状態に応じて弾性変形することとしてもよい。
また、前記接触部は、前記指の形状に倣って形成された溝部であることとしてもよい。
また、前記溝部は、前記装置本体の外周面に形成されていることとしてもよい。

【0010】

また、前記装置本体は、前記指が挿入可能な挿入穴部を有し、前記接触部は、前記挿入穴部に設けられていることとしてもよい。

【0011】

また、前記装置本体は、球形状または楕円体の一部または全部からなる球体部を有し、前記接触部は、前記球体部に設けられていることとしてもよい。

【0012】

また、前記検出部は、前記接触部に接触している前記指の基節、中節及び末節の少なくとも１つの指節に対応する位置に配置され、当該指節の押圧状態を検出する指節検出部を有することとしてもよい。

【0013】

また、前記接触部は、前記指の押圧に応じて軸部周りに回動する回動部を有し、前記検出部は、前記指の指先の位置を検出する位置検出部を更に有し、前記回動部の回動量と前記位置検出部が検出した前記指先の位置とに基づいて、前記指の動きを検出することとしてもよい。

【0014】

また、前記接触部は、前記指の押圧に応じて軸部周りに回動する回動部を有し、前記指節検出部及び前記位置検出部は、前記回動部に設けられていることとしてもよい。

【0015】

また、前記検出部は、前記溝部における前記指の側面が接触する領域に配置され、前記指の左右方向の少なくとも一方の動きを検出することとしてもよい。

【0016】

また、前記検出部は、前記挿入穴部における前記指の側面が接触する領域に配置され、前記指の左右方向の少なくとも一方の動きを検出することとしてもよい。

【0017】

また、前記動き検出装置は、前記多関節ロボットが物体に触れた際の前記物体からの反力に対応する力覚を発生させる力覚発生部を更に備えることとしてもよい。

【0018】

また、前記接触部は、前記指の押圧に応じて軸部周りに第１方向に回動する回動部を有し、前記力覚発生部は、前記第１方向の逆方向である第２方向に前記回動部を回動させる駆動部を有し、当該駆動部によって前記回動部を前記第２方向へ回転させることで前記力覚を発生させることとしてもよい。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、多関節ロボットを動作させるための操作者の手の動きを高精度に検出できると共に、耐久性及び装着の簡便性に優れた動き検出装置を提供できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の一の実施形態に係るロボットの遠隔操作システムＳの構成を説明するためのブロック図である。

【図2】多指ロボット１０の構成の一例を説明するための模式図である。

【図3】装置本体３２に操作者の右手が添えられた状態の一例を示す模式図である。

【図4】操作者が右手の指を曲げた状態の一例を示す模式図である。

【図5】装置本体３２の構成の一例を説明するための模式図である。

【図6】図５に示す装置本体３２を後ろ側から見た模式図である。

【図7】指先の位置の検出を説明するための模式図である。

【図8】指の左右方向の動きを説明するための模式図である。

【図9】指節検出部５２の配置状態の一例を説明するための模式図である。

【図10】駆動部６２の構成の一例を説明するための模式図である。

【図11】駆動部６２の構成の変形例を説明するための模式図である。

【図12】変形例に係る装置本体３２の構成を説明するための模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

＜ロボットの遠隔操作システムの構成＞
本発明の一の実施形態に係るロボットの遠隔操作システムの構成について、図１を参照しながら説明する。

【0022】

図１は、一の実施形態に係るロボットの遠隔操作システムＳの構成を説明するためのブロック図である。遠隔操作システムＳは、図１に示すように、多指ロボット１０と、動き検出装置３０と、制御装置７０とを有する。遠隔操作システムＳは、遠隔操作する操作者の手（具体的には指）の動きを動き検出装置３０によって検出し、検出した手の動きに連動して多指ロボット１０を動作させる。

【0023】

図２は、多指ロボット１０の構成の一例を説明するための模式図である。多指ロボット１０は、操作者によって遠隔操作される多関節ロボットである。多指ロボット１０は、ここでは図２に示すように、人間の手に倣って形成された人型のロボットハンドである。多指ロボット１０は、物体に触れたり、物体を掴んだりする。図２には、多指ロボット１０として、人間の右手に倣ったロボットハンドのみが示されているが、人間の左手に倣ったロボットハンドも同様な構成である。多指ロボット１０は、図１に示すように、指機構１２と、駆動源１４を有する。

【0024】

指機構１２は、図２に示すように、人間の手の５本指（親指、人差し指、中指、薬指、小指）に対応して５つ設けられている。５つの指機構１２の各々は、駆動源１４によって駆動される関節機構である。

【0025】

駆動源１４は、モータ等のアクチュエータである。駆動源１４は、例えばワイヤ駆動によって指機構１２を動作させる。多指ロボット１０は、制御装置７０から動作の指令を受けて、遠隔操作の操作者の手の５本指の動きに連動して対応する指機構１２をそれぞれ動作させる。

【0026】

動き検出装置３０は、多指ロボット１０を遠隔操作させるための操作者の手（具体的には指）の動きを検出する検出装置である。動き検出装置３０は、ここでは、操作者の左手の指の動きを検出する左手用検出装置と、操作者の右手の指の動きを検出する右手用検出装置とを含む。左手用検出装置と右手用検出装置の構成は、同様である。

【0027】

動き検出装置３０は、図１に示すように、装置本体３２と、検出部５０と、力覚発生部６０とを有する。
装置本体３２は、ここでは操作者が手を添えやすいように設置されている。例えば、装置本体３２は、座った姿勢又は立った姿勢の操作者が手を添えやすい位置に設置されている。操作者は、装置本体３２に手を添えた状態で、指を動かす。例えば、操作者は、装置本体３２に添えた指を曲げたり、伸ばしたりする。また、操作者は、２本の指の間隔を広げたり、縮めたりする。

【0028】

装置本体３２は、操作者の左手が添えられる左手用本体と、右手が添えられる右手用本体とを含む。操作者は、左手用本体に添えて左手の指を動かし、右手用本体に添えて右手の指を動かす。なお、左手用本体と右手用本体は、同一の構成であるので、以下では、右手用本体を例に挙げて装置本体３２について説明する。

【0029】

図３は、装置本体３２に操作者の右手Ｈが添えられた状態の一例を示す模式図である。図４は、操作者が右手Ｈの指を曲げた状態の一例を示す模式図である。図３及び図４に示すように、操作者は、手の掌側を装置本体３２に添えている。装置本体３２には、図３に示すように、操作者の右手Ｈの５本指（親指Ｆ１、人差し指Ｆ２、中指Ｆ３、薬指Ｆ４、小指Ｆ５）の各々が接触する接触部４０が設けられている。接触部４０は、ここでは装置本体３２の外周面３２ａとほぼ同じ位置に位置しており、外部に露出している。なお、接触部４０の詳細構成については、後述する。

【0030】

検出部５０は、操作者の指の動きを検出する。検出部５０は、接触部４０に対する操作者の指の押圧状態に基づいて、指の動きを検出する。例えば、検出部５０は、操作者が指を曲げることで接触部４０を押圧する際に、接触部４０に対する指の押圧状態に基づいて指の曲がっている姿勢を検出する。指の押圧状態とは、指が接触部４０を押圧する位置と、押圧する強さの両方を含む概念である。指による押圧の強さは、例えば、指による接触部４０の押し下げ量に基づき検出することができるが、他の方法（例えば、指の押圧位置における静電容量の変化）により押圧の強さを検出してもよい。

【0031】

また、検出部５０は、５本指の各々の動き（姿勢も含む）を検出することで、手全体の動きを推定しうる。例えば、検出部５０は、操作者が５本指を図３の状態から図４に状態へ曲げたことを、検出する。検出部５０は、指の動きを高精度に検出するために、指節検出部５２、位置検出部５４及び左右動き検出部５６を有するが、これらの検出部の詳細については、後述する。

【0032】

力覚発生部６０は、多指ロボット１０が物体に触れた際の物体からの反力に対応する力覚を発生さる。また、力覚発生部６０は、多指ロボット１０が他動的に動かされた場合、操作者の指が対応する指姿勢になるよう接触部４０を駆動させてもよい。力覚発生部６０は、詳細は後述するが、駆動部６２を介して接触部４０（具体的には、図５に示す回動部材４５ａ〜４５ｆ）を動作させて、接触部４０に接触している操作者の指に力覚を伝達させる。力覚とは、人間が有する五感（視覚、聴覚、触覚、味覚、嗅覚）のうち、触覚に関連する感覚であり、主に物体と接触した際に人間が感じる力感覚を意味する。

【0033】

例えば、力覚発生部６０は、指機構１２を曲げて物体を掴んでいる多指ロボット１０が指機構１２を更に曲げられない場合に、力覚を発生させる。これにより、操作者は、発生した力覚を指が受けることで、遠隔操作している多指ロボット１０を更に曲げられないことや掴んでいる物体のやわらかさなどを認識できる。

【0034】

制御装置７０は、動き検出装置３０が検出した操作者の手の動きに基づいて、多指ロボット１０の動作を制御する。すなわち、制御装置７０は、操作者の各指の動きに連動して、対応する指機構１２の各々を動作させる。なお、制御装置７０は、動き検出装置３０と共に１つの装置であってもよい。

【0035】

制御装置７０は、例えば検出した指の姿勢に合わせるように、指機構１２を動作させる。例えば、制御装置７０は、操作者が図３に示すように右手の指を曲げたことが動き検出装置３０によって検出された場合には、多指ロボット１０（具体的には、右手に倣ったロボットハンド）を曲げさせる。また、制御装置７０は、操作者が指で押圧している押圧の大きさに合わせるように指機構１２の関節の角速度を調整して、指機構１２を動作させてもよい。さらに、制御装置７０は、指の動き（例えば曲げ量）の所定の倍率で、多指ロボット１０を動作させてもよい。

【0036】

＜装置本体３２の詳細構成＞
動き検出装置３０の装置本体３２の詳細構成について、図５及び図６を参照しながら説明する。

【0037】

図５は、装置本体３２の構成の一例を説明するための模式図である。図６は、図５に示す装置本体３２を後ろ側から見た模式図である。なお、図５では、説明の便宜上、指節検出部５２及び左右動き検出部５６の位置が、丸（○）で示されている。

【0038】

装置本体３２は、図５に示すように球体部３５を有する。球体部３５は、操作者が手を添えて指を動かす部分である。球体部３５は、ここでは球形状である。ただし、これに限定されず、球体部３５は、楕円体の一部含む形状から成っていてもよく、また楕円体の全部から成っていてもよい。このような球体部３５の形状にすることで、操作者は手を添えて動かしやすい。なお、図５及び図６には示されていないが、球体部３５を設置するために支持する支持部が球体部３５に連結されていてもよい。

【0039】

球体部３５は、図５に示すように、外周面に形成された溝部３７を有する。溝部３７は、操作者の手の形状に倣って形成されており、操作者は、溝部３７上に手の掌側を添える（図３参照）。溝部３７には、前述した接触部４０として、操作者の５本指の各々が接触する指接触部４１ａ〜４１ｆが設けられている。

【0040】

指接触部４１ａ〜４１ｆは、操作者の指（具体的には、指の腹）が接触する部分である。ここでは、指接触部４１ａには操作者の親指が接触し、指接触部４１ｂには人差し指が接触し、指接触部４１ｃには中指が接触し、指接触部４１ｄには薬指が接触し、指接触部４１ｅには小指が接触する。また、指接触部４１ａ〜４１ｆは、操作者の５本指の形状に倣って形成されている。具体的には、指接触部４１ａ〜４１ｆの大きさは、対応する指の大きさに比例している。これにより、操作者は、５本指を対応する指接触部４１ａ〜４１ｆにそれぞれ接触させやすい。

【0041】

指接触部４１ａ〜４１ｆのうち指の腹が接触する領域は、指側に向かって凸状に湾曲（図６参照）している。別言すれば、指接触部４１ａ〜４１ｆは、それぞれ対応する指の形状に沿うように凸状に湾曲している。なお、指接触部４１ａ〜４１ｆは、複数の面が繋がって凸状に湾曲してもよい。これにより、操作者は、５本指を違和感なく指接触部４１ａ〜４１ｆに添えた状態で、動かしやすくなる。

【0042】

指接触部４１ａ〜４１ｆは、図５に示すように、指の動きに応じて回動可能な回動部材４５ａ〜４５ｆを有する。回動部材４５ａ〜４５ｆは、操作者の指に押圧されることで、軸部４６ａ〜４６ｆ周りに回動する。例えば、操作者が指を曲げて回動部材４５ａ〜４５ｆを押圧すると（図４参照）、回動部材４５ａ〜４５ｆが軸部４６ａ〜４６ｆを中心に装置本体３２の内側へ向かって回動する。一方へ、操作者が曲げた指を伸ばすと、回動部材４５ａ〜４５ｆは、回動前の状態へ戻る（図３参照）。回動部材４５ａ〜４５ｆの表面は、例えば所定曲率の曲面となっている。

【0043】

上記では、接触部４０は、指の動きに応じて回動する回動部材４５を有することとしたが、これに限定されない。例えば、接触部４０は、指による押圧状態に応じて弾性変形する弾性部材（例えばゴム部材）を有してもよい。この場合には、回動部材４５を回動させる機構が不要となる。

【0044】

指接触部４１ａ〜４１ｆには、それぞれ前述した検出部５０が設けられている。検出部５０は、指接触部４１ａ〜４１ｆに添えられた各指の押圧状態に基づいて、各指の動きを検出する。すなわち、検出部５０は、操作者が指接触部４１ａ〜４１ｆの回動部材４５ａ〜４５ｆを押圧する際に、回動部材４５ａ〜４５ｆに対する指の押圧状態に基づいて指の動きを検出する。例えば、検出部５０は、操作者が回動部材４５ａ〜４５ｆに添えられた指を曲げたり伸ばしたりする際に、指の動きを検出する。

【0045】

検出部５０は、回動部材４５ａ〜４５ｆの回動量を検出する。また、検出部５０は、図１に示すように、指節検出部５２と、位置検出部５４と、左右動き検出部５６とを含む。このように複数の検出部を設けることで、操作者が多指ロボット１０を遠隔操作するために指を様々に動かしても、指の動きを高精度に検出できる。

【0046】

指節検出部５２は、指の節（基節、中節及び末節の少なくとも１つの節）に対応する位置に配置されており、当該節の状態を検出する。指節検出部５２は、例えば、節が接した際に検出する接触式のセンサや、離れた位置から検出する非接触式のセンサである。

【0047】

指節検出部５２は、回動部材４５ａ〜４５ｆにそれぞれ配置されている。ここでは、指節検出部５２は、各指の基節に対応する位置に配置されている。（図５参照）例えば、回動部材４５ｂに設けられた指節検出部５２は、操作者の人差し指の基節に対応する位置に配置されている。

【0048】

位置検出部５４は、指の指先の位置を検出する。例えば、操作者が指を曲げた際に、位置検出部５４は、曲げた指の指先の位置を検出する。位置検出部５４も、回動部材４５ａ〜４５ｆに設けられている。位置検出部５４は、例えば回動部材４５ａ〜４５ｆの表面に設けられたタッチセンサ（例えば静電容量式）を含み、タッチセンサに接触した指先の位置を検出する。

【0049】

図７は、指先の位置の検出を説明するための模式図である。図７では、操作者が、人差し指を曲げて、人差し指の指先側を回動部材４５ｂに接している。この際、位置検出部５４は、曲げている状態の人差し指の指先の位置または人差し指の回転部材４５ｂ上での滑り距離（移動距離）を検出する。

【0050】

検出部５０は、位置検出部５４が検出した指先の位置と、回動部材４５ａ〜４５ｆの回動量とに基づいて、指の動きを検出する。例えば、図７に示すように人差し指を曲げた場合には、検出部５０は、回動部材４５ｂの回動量を検出すると共に、位置検出部５４によって人差し指の指先の位置を検出することで、人差し指の曲げ状態（姿勢）を推定しうる。このように検出する場合には、人差し指の３つの節に対してそれぞれ指節検出部５２を設けなくても、人差し指の動きを適切に検出できる。

【0051】

左右動き検出部５６は、指の左右方向の少なくとも一方の動きを検出する。左右動き検出部５６は、例えば、溝部３７における指の側面が接触する領域に配置されている。具体的には、左右動き検出部５６は、溝部３７において回動部材４５ａ〜４５ｆの各々の両側の側壁にそれぞれ配置されている。左右動き検出部５６は、指の側面が接触することで検出する接触式のセンサや、指の側面が接触しなくても検出する非接触式のセンサ（例えば測距センサ）である。なお、回動部材４５ａ〜４５ｆの表面にタッチセンサが設けられている場合には、当該タッチセンサによって指の左右方向の動きを検出してもよい。

【0052】

図８は、指の左右方向の動きを説明するための模式図である。図８では、人差し指及び中指が互いに離れる方向（左右方向）に広げた状態が示されている。図８に示すように人差し指及び中指が左右方向に移動している際に、指接触部４１ｂに配置された左右動き検出部５６は、人差し指の左右方向における位置を検出し、指接触部４１ｃに配置された左右動き検出部５６は、中指の左右方向における位置を検出する。これにより、人差し指及び中指の左右方向における動きを適切に検出できる。

【0053】

上記では、指節検出部５２は、操作者の指の基節に対応する位置に配置されていることとしたが、これに限定されない。例えば、指節検出部５２は、図９に示すように配置されてもよい。

【0054】

図９は、指節検出部５２の配置状態の一例を説明するための模式図である。指の基節、中節及び末節のそれぞれの節に対応する位置に、指節検出部５２が配置されていてもよい。これにより、３つの指節検出部５２によって、指の各指節の状態を検出できるので、指の動きを精度良く検出できる。また、３つの指節検出部５２を設ける場合には、上述した位置検出部５４を設けなくてもよい。

【0055】

また、指の基節、中節及び末節のうちの２つの節に対応する位置に、指節検出部５２が配置されてもよい。例えば、指の基節及び末節に対応する位置に指節検出部５２が配置されてもよい。

【0056】

指接触部４１ａ〜４１ｆには、前述した指に伝達する力覚を発生するために、駆動部６２（図１）が設けられている。駆動部６２は、多指ロボット１０が物体に触れた際に、回動部材４５ａ〜４５ｆを回転させて指に対して力覚を伝達させる。

【0057】

図１０は、駆動部６２の構成の一例を説明するための模式図である。図１０では、回動部材４５ａを回動させる駆動部６２が示されているが、回動部材４５ｂ〜４５ｆを回動させる駆動部６２も同様な構成である。駆動部６２は、ここでは回動部材４５ｂの軸部４６ｂに連結しているモータである。駆動部６２は、人差し指Ｆ２が回動部材４５ｂを押圧する押圧方向（第１方向）とは逆方向（第２方向）に、回動部材４５ｂを回動させる。具体的には、駆動部６２は、図１０に示すように、軸部４６ｂを中心に回動部材４５ｂを時計方向に回動させることで、回動部材４５ｂから人差し指Ｆ２に力覚を伝達させる。

【0058】

なお、上記では、駆動部６２が押圧方向とは逆方向に回動部材４５ｂを回動させることとしたが、これに限定されない。例えば、駆動部６２は、押圧方向とは逆方向に回動部材４５ｂを回動させて一旦停止した後に、押圧方向と同じ方向に回動部材４５ｂを更に回動させてもよい。一例として、多指ロボット１０が指機構１２を曲げて卵を握る際には、指機構１２が卵に触れると駆動部６２が力覚を発生させることで、操作者は指を停止させる。その後、操作者が指をさらに押圧方向に押圧すると、多指ロボット１０が指機構１２を駆動して卵が割ることになる。そして、卵が割れることに起因して指機構１２が曲げる方向に更に移動するが、この移動後の位置を操作者にフィードバックするために、駆動部６２は回動部材４５ｂを押圧方向に回動させる。

【0059】

図１１は、駆動部６２の構成の変形例を説明するための模式図である。図１１に示す変形例では、駆動部６２は、回動部材４５ｂの軸部４６ｂに連結しておらず、回動部材４５ｂの下方に配置されたロッド６４を移動させる。ロッド６４は、例えば図１１の矢印に示す方向（上方向）に移動することで、軸部４６ｂを中心に回動部材４５ｂが時計方向に回動する。このように、駆動部６２は、ロッド６４を上方向へ移動させて回動部材４５ｂを回動させることで、回動部材４５ｂから人差し指Ｆ２に力覚を伝達させる。

【0060】

上記では、接触部４０の指接触部４１ａ〜４１ｆに、感覚フィードバックとして、力覚を操作者の指に伝達することとしたが、これに限定されない。例えば、接触部４０は、指先に振動や電気刺激を与えて、ざらざら感やぬるぬる感を指に与えてもよい。また、接触部４０は、温度によって指に感覚を伝達するデバイスを含んでもよい。

【0061】

なお、上記では、図３に示すように操作者が手の掌側を装置本体３２に添えて指を動かすように、装置本体３２の外周面に回動部材４５ａ〜４５ｆが配置されることとしたが、これに限定されない。例えば、図１２に示すように、回動部材４５ａ〜４５ｆが装置本体３２の内部に配置されてもよい。

【0062】

図１２は、変形例に係る装置本体３２の構成を説明するための模式図である。変形例に係る装置本体３２は、操作者が指を挿入可能な挿入穴部３８を有する。挿入穴部３８は、ここでは手を挿入しやすい形状であればよく、例えば矩形状である。そして、回動部材４５ａ〜４５ｆは、それぞれ挿入穴部３８に回動可能に配置されている。このため、変形例においては、操作者は、挿入穴部３８から手を挿入して装置本体３２内で回動部材４５ａ〜４５ｆに対して指を動かすことになる。

【0063】

図１２に示す変形例においても、検出部５０（図１）が、装置本体３２内の指の動き（指が回動部材４５ａ〜４５ｆを押圧する動き）を検出する。検出部５０は、前述した指節検出部５２、位置検出部５４及び左右動き検出部５６を含む。これにより、装置本体３２内での指の動きを高精度に検出できる。

【0064】

上記では、指によって押圧される回動部材４５ａ〜４５ｆを用いることとしたが、これに限定されない。例えば、指が操作可能なポインティングスティックを用いてもよい。この場合、指のポインティングスティックへの押圧力を、対応する多指ロボット１０（多関節ロボット）の関節の加速度、速度及び変位に割り当てる。

【0065】

また、上記では、多指ロボット１０が、人間の手に倣って形成されたロボットハンドであることとしたが、これに限定されない。例えば、多指ロボット１０は、人間の両脚に倣って形成されたロボットであってもよい。この際、制御装置７０は、検出部５０が手の人差し指の動きを検出した場合には、多指ロボット１０の片方の脚（ここでは、左脚）を動作させ、検出部５０が中指の動きを検出した場合には、多指ロボット１０の他方の脚（右脚）を動作させてもよい。

【0066】

＜本実施形態における効果＞
上述した本実施形態の動き検出装置３０は、操作者の指が添えられる装置本体３２と、装置本体３２に指の形状に倣って形成されており指が接触する接触部４０と、接触部４０に対する指の押圧状態に基づいて指の動きを検出する検出部５０とを有する。

【0067】

上記の構成により、操作者は、装置本体３２に添えた指を動かすことで、多指ロボット１０を遠隔操作できる。このため、従来のグローブに手を装着する方式に比べて装着が簡便であり、かつ装置本体３２の耐久性も優れたものとなる。また、検出部５０が、指の形状に倣って形成された接触部４０に対する指の押圧状態に基づいて指の動きを検出することで、指の細かな動き等を高精度に検出できる。この結果、多指ロボット１０の細かな動作を実現できる。

【0068】

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の分散・統合の具体的な実施の形態は、以上の実施の形態に限られず、その全部又は一部について、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を合わせ持つ。

【符号の説明】

【0069】

１０ 多指ロボット
１２ 指機構
３０ 動き検出装置
３２ 装置本体
３５ 球体部
３７ 溝部
３８ 挿入穴部
４０ 接触部
４１ａ〜４１ｆ 指接触部
４５ａ〜４５ｆ 回動部材
４６ａ〜４６ｆ 軸部
５０ 検出部
５２ 指節検出部
５４ 位置検出部
５６ 左右動き検出部
６０ 力覚発生部
６２ 駆動部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】