特開 2022-15985 ロボットハンド

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022015985

(43)【公開日】2022-01-21

(54)【発明の名称】ロボットハンド

(51)【国際特許分類】

   B25J 15/00 20060101AFI20220114BHJP

【ＦＩ】

B25J15/00 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020119216

(22)【出願日】2020-07-10

(71)【出願人】

【識別番号】502265286

【氏名又は名称】山本 圭治郎

(71)【出願人】

【識別番号】315005417

【氏名又は名称】手塚 崇之

(71)【出願人】

【識別番号】317009396

【氏名又は名称】茂垣 知江

(71)【出願人】

【識別番号】508013766

【氏名又は名称】桑原 俊幸

(74)【代理人】

【識別番号】110002332

【氏名又は名称】特許業務法人綾船国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山本 圭治郎

(72)【発明者】

【氏名】手塚 崇之

(72)【発明者】

【氏名】茂垣 知江

【テーマコード（参考）】

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C707CY37

3C707DS01

3C707ES05

3C707ET03

3C707EU11

3C707EV12

3C707HS17

(57)【要約】      （修正有）

【課題】対象物の把持に際して、指部が適切に運動を行うロボットハンドを提供する。
【解決手段】対象物の把持に際して、調整制御部は、指部１４０Ａ_j（ｊ＝１，…,3）の第１関節機構のベローズへの空気の強制的供給を行うための制御を行う。かかる制御により、第１関節機構のベローズが膨張し、第１関節機構が屈曲状態になる方向に、指基部が、第１リンク部に対して回転運動しながら、当該第１リンク部から離れる方向にスライド運動する。引き続き、調整制御部は、指部１４０Ａ_jの第２関節機構のベローズへの空気の強制的供給を行うための制御を行う。かかる制御により、第２関節機構のベローズが膨張し、第２関節機構が屈曲状態になる方向に、指先部が、指基部に対して回転運動しながら、当該指基部から離れる方向にスライド運動する。これにより、屈曲した指部１４０Ａ_jが対象物を把持する。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも１つの指部と；
前記少なくとも１つの指部のそれぞれの運動を制御する調整制御部と；を備え、
前記少なくとも１つの指部のそれぞれは、
第１リンク部と；
第２リンク部と；
前記第１リンク部の一端部と、前記第２リンク部の一端部とを運動可能に接続する第１関節機構と；を備え、
前記第１関節機構は、前記調整制御部の制御により、前記第１リンク部の一端部と前記第２リンク部の一端部との距離、及び、前記第１リンク部の一端部から前記第１リンク部が延びる方向と、前記第２リンク部の一端部から前記第２リンク部が延びる方向とが成す角度が変化可能となるように、前記第１リンク部と前記第２リンク部とを接続する、
ことを特徴するロボットハンド。

【請求項2】

前記第１関節機構は、
前記第１リンク部の一端部及び前記第２リンク部の一端部のいずれか一方に形成された第１ガイド溝と；
前記第１ガイド溝に係合し、前記第１リンク部の一端部及び前記第２リンク部の一端部を接続する第１軸部材と；
前記第１リンク部の一端部側に一方側の端部が接続されるとともに、前記第２リンク部の一端部側に他方側の端部が接続され、前記第１関節機構が関節運動を行う力を発生させる少なくとも１つの第１ベローズと；を備え、
前記調整制御部は、前記第１ベローズ内の作動流体圧を調整して、前記第１ベローズを伸縮させる制御を行い、
前記第１ベローズの伸縮により、前記第１リンク部に対して前記第２リンク部がスライド運動及び回転運動をする、
ことを特徴とする請求項１に記載のロボットハンド。

【請求項3】

前記第１関節機構は、
前記第１リンク部の一端部側に一方側の端部が接続されるとともに、前記第２リンク部の一端部側に他方側の端部が接続され、前記第１関節機構が関節運動を行う力を発生させる２以上の第１ベローズ；を備え、
前記調整制御部は、前記２以上の第１ベローズ内の作動流体圧を調整して、前記２以上の第１ベローズを互いに独立に伸縮させる制御を行い、
前記２以上の第１ベローズの伸縮により、前記第１リンク部に対して前記第２リンク部が運動をする、
ことを特徴とする請求項１に記載のロボットハンド。

【請求項4】

前記第２リンク部は、
前記第１リンク部に対して、前記第１関節機構により、運動可能に取り付けられる指基部と；
指先部と；
前記指基部の他端部と、前記指先部の一端部とを運動可能に接続する第２関節機構と；を備え、
前記第２関節機構は、前記調整制御部の制御により、前記指基部の他端部と前記指先部の一端部との距離、及び、前記指基部の他端部から前記指基部が延びる方向と、前記指先部の一端部から前記指先部が延びる方向とが成す角度が変化可能となるように、前記指基部と前記指先部とを接続する、
ことを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載のロボットハンド。

【請求項5】

前記第２関節機構は、
前記指基部の他端部及び前記指先部の一端部のいずれか一方に形成された第２ガイド溝と；
前記第２ガイド溝に係合し、前記指基部の他端部及び前記指先部の一端部を接続する第２軸部材と；
前記指基部の他端部側に一方側の端部が接続されるとともに、前記指先部の一端部側に他方側の端部が接続され、前記第２関節機構が関節運動を行う力を発生させる少なくとも１つの第２ベローズと；を備え、
前記調整制御部は、前記第２ベローズ内の作動流体圧を調整して、前記第２ベローズを伸縮させる制御を行い、
前記第２ベローズの伸縮により、前記指基部に対して前記指先部がスライド運動及び回転運動をする、
ことを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載のロボットハンド。

【請求項6】

前記第２関節機構は、
前記指基部の他端部側に一方側の端部が接続されるとともに、前記指先部の一端部側に他方側の端部が接続され、前記第２関節機構が関節運動を行う力を発生させる２以上の第２ベローズ；を備え、
前記調整制御部は、前記２以上の第２ベローズ内の作動流体圧を調整して、前記２以上の第２ベローズを互いに独立に伸縮させる制御を行い、
前記２以上の第２ベローズの伸縮により、前記指基部に対して前記指先部が運動をする、
ことを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載のロボットハンド。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ロボットハンドに係り、より詳しくは、関節運動を行う指部を備えるロボットハンドに関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、対象物を把持する様々なロボットハンドが提案されている。こうしたロボットハンドとしては、関節運動を行う指部を有するものが一般的である。

【0003】

かかる関節運動を行う指部を有するロボットハンドの一つとして、モータ及びワイヤによって駆動するアクチュエータを用いて関節運動を行うものがある（特許文献１参照：以下、「従来例」と呼ぶ）。この従来例の技術では、ハンド掌部に、指と当該指の同じ数の駆動源とを配置する。ここで、駆動源は、回転型モータ及びネジ要素を備えている。また、各指には、回転自在な複数の関節を設けて、各関節に当該関節を支点とするプーリと、当該関節を伸展方向に駆動するコイルバネとが設けられている。こうした状態で、ネジ要素にワイヤの一方端を固定し、各関節のプーリを介して指先端にワイヤの片端を固定する。そして、ネジ要素を手首方向に動かすと、ワイヤが引かれて指が伸展し、ネジ要素を手指方向に動かすと、コイルバネの復元力により指が屈曲するようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００９－２９１８５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述した従来例の技術では、関節に設けられたプーリにワイヤが巻き付けられ、ワイヤの一端がハンド掌部に配置されたネジ要素に固定され、当該ワイヤの他端が指部の指先端に固定される。したがって、従来例の技術については、指に設けられている複数の関節の運動を、独立して制御することができない。この結果、従来例の技術では、例えば、各指について１つの関節のみを運動させることができず、指の運動が制限されている。

【0006】

また、従来例の技術では、ロボットハンドの動作は、関節の一軸性の屈曲運動及び伸展運動だけになっている。このため、指部の長さが関節運動によって変化しないため、把持できる対象物の大きさは、人体の手部と同様、掌部の大きさ及び指部の長さに依存する。しかし、ロボットハンドの指部の関節運動の自由度を更に広げれば、把持できる対象物の大きさの範囲も広げることが期待できる。

【0007】

このため、各関節部を独立して制御することができるとともに、指部の長さを自在に変化させて、把持できる対象物の大きさの範囲を拡大することができる技術が望まれている。かかる要請に応えることが、本発明が解決すべき課題の一つとして挙げられる。

【0008】

本発明は、上記の事情を鑑みてなされたものであり、対象物の把持に際して、指部が適切に運動を行うことができる新たなロボットハンド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】

【0009】

本発明は、少なくとも１つの指部と；前記少なくとも１つの指部のそれぞれの運動を制御する調整制御部と；を備え、前記少なくとも１つの指部のそれぞれは、第１リンク部と；第２リンク部と；前記第１リンク部の一端部と、前記第２リンク部の一端部とを運動可能に接続する第１関節機構と；を備え、前記第１関節機構は、前記調整制御部の制御により、前記第１リンク部の一端部と前記第２リンク部の一端部との距離、及び、前記第１リンク部の一端部から前記第１リンク部が延びる方向と、前記第２リンク部の一端部から前記第２リンク部が延びる方向とが成す角度が変化可能となるように、前記第１リンク部と前記第２リンク部とを接続する、ことを特徴するロボットハンドである。

【0010】

当該ロボットハンドでは、指部は、第１リンク部と、第２リンク部と、当該第１リンク部と第２リンク部とを運動可能に接続する第１関節機構とを備えて構成されている。こうした構成で、調整制御部の制御により、第１関節機構は、（ｉ）第１リンク部の一端部と第２リンク部の一端部との距離を変化させ、（ii）第１リンク部の一端部から第１リンク部が延びる方向と、第２リンク部の一端部から第２リンク部が延びる方向とが成す角度を変化させる。この結果、第２リンク部が第１リンク部に対して運動し、指部が運動する。

【0011】

このため、本発明のロボットハンドでは、第１リンク部と第２リンク部との間の距離、及び、第１リンク部と第２リンク部との成す角度を変化させて、把持できる対象物の大きさの範囲を拡大することができる。したがって、本発明のロボットハンドによれば、対象物の把持に際して、指部が適切に運動を行うことができる。

【0012】

本発明のロボットハンドでは、前記第１関節機構は、前記第１リンク部の一端部及び前記第２リンク部の一端部のいずれか一方に形成された第１ガイド溝と；前記第１ガイド溝に係合し、前記第１リンク部の一端部及び前記第２リンク部の一端部を接続する第１軸部材と；前記第１リンク部の一端部側に一方側の端部が接続されるとともに、前記第２リンク部の一端部側に他方側の端部が接続され、前記第１関節機構が関節運動を行う力を発生させる少なくとも１つの第１ベローズと；を備え、前記調整制御部は、前記第１ベローズ内の作動流体圧を調整して、前記第１ベローズを伸縮させる制御を行い、前記第１ベローズの伸縮により、前記第１リンク部に対して前記第２リンク部がスライド運動及び回転運動をする、ようにすることができる。

【0013】

この場合には、調整制御部による第１ベローズ内の作動流体圧の調整制御により、第１ベローズが膨張又は収縮すると、第１軸部材が第１ガイド溝に沿って移動することで、第１リンク部に対して第２リンク部がスライド運動をしたり、第１リンク部に対して第２リンク部が回転運動したりする。この結果、調整制御部の調整制御により、（ｉ）第１リンク部の一端部と第２リンク部の一端部との距離を変化させ、（ii）第１リンク部の一端部から第１リンク部が延びる方向と、第２リンク部の一端部から第２リンク部が延びる方向とが成す角度を変化させることができる。

【0014】

なお、軽量の柔らかい樹脂製のベローズを構成要素とすれば、ロボットハンドの軽量化を図ることができ、例えば、ロボットハンドが取り付けられる支持装置の重さについての耐久性能を高くする必要がなくなる。

【0015】

また、本発明のロボットハンドでは、前記第１関節機構は、前記第１リンク部の一端部側に一方側の端部が接続されるとともに、前記第２リンク部の一端部側に他方側の端部が接続され、前記第１関節機構が関節運動を行う力を発生させる２以上の第１ベローズ；を備え、前記調整制御部は、前記２以上の第１ベローズ内の作動流体圧を調整して、前記２以上の第１ベローズを互いに独立に伸縮させる制御を行い、前記２以上の第１ベローズの伸縮により、前記第１リンク部に対して前記第２リンク部が運動をする、ようにすることができる。

【0016】

この場合には、調整制御部による２以上の第１ベローズ内の作動流体圧の調整制御により、２以上の第１ベローズが互いに独立に膨張又は収縮すると、第２リンク部が、第１リンク部との距離を変える運動や、第１リンク部に対して回転運動をする。この結果、調整制御部の調整制御により、（ｉ）第１リンク部の一端部と第２リンク部の一端部との距離を変化させ、（ii）第１リンク部の一端部から第１リンク部が延びる方向と、第２リンク部の一端部から第２リンク部が延びる方向とが成す角度を変化させることができる。

【0017】

本発明のロボットハンドでは、前記第２リンク部は、前記第１リンク部に対して、前記第１関節機構により、運動可能に取り付けられる指基部と；指先部と；前記指基部の他端部と、前記指先部の一端部とを運動可能に接続する第２関節機構と；を備え、前記第２関節機構は、前記調整制御部の制御により、前記指基部の他端部と前記指先部の一端部との距離、及び、前記指基部の他端部から前記指基部が延びる方向と、前記指先部の一端部から前記指先部が延びる方向とが成す角度が変化可能となるように、前記指基部と前記指先部とを接続する、ようにすることができる。

【0018】

この場合には、第２リンク部は、第１関節機構により、第１リンク部に対して運動可能に取り付けられる指基部と、指先部と、当該指基部と指先部とを運動可能に接続する第２関節機構とを備えて構成されている。こうした構成で、調整制御部の制御により、第２関節機構は、（iii）指基部の他端部と指先部の一端部との距離を変化させ、（iv）指基部の他端部から指基部が延びる方向と、指先部の一端部から指先部が延びる方向とが成す角度を変化させる。この結果、指先部が指基部に対して運動し、指部が運動する。このため、第１関節機構及び第２関節機構を独立して制御し、指部の運動を行うことができる。

【0019】

また、本発明のロボットハンドでは、前記第２関節機構は、前記指基部の他端部及び前記指先部の一端部のいずれか一方に形成された第２ガイド溝と；前記第２ガイド溝に係合し、前記指基部の他端部及び前記指先部の一端部を接続する第２軸部材と；前記指基部の他端部側に一方側の端部が接続されるとともに、前記指先部の一端部側に他方側の端部が接続され、前記第２関節機構が関節運動を行う力を発生させる少なくとも１つの第２ベローズと；を備え、前記調整制御部は、前記第２ベローズ内の作動流体圧を調整して、前記第２ベローズを伸縮させる制御を行い、前記第２ベローズの伸縮により、前記指基部に対して前記指先部がスライド運動及び回転運動をする、ようにすることができる。

【0020】

この場合には、調整制御部による第２ベローズ内の作動流体圧の調整制御により、第２ベローズが膨張又は収縮すると、第２軸部材が第２ガイド溝に沿って移動することで、指基部に対して指先部がスライド運動したり、指基部に対して指先部が回転運動したりする。この結果、調整制御部の調整制御により、（iii）指基部の他端部と指先部の一端部との距離を変化させ、（iv）指基部の他端部から指基部が延びる方向と、指先部の一端部から指先部が延びる方向とが成す角度を変化させることができる。

【0021】

本発明のロボットハンドでは、前記第２関節機構は、前記指基部の他端部側に一方側の端部が接続されるとともに、前記指先部の一端部側に他方側の端部が接続され、前記第２関節機構が関節運動を行う力を発生させる２以上の第２ベローズ；を備え、前記調整制御部は、前記２以上の第２ベローズ内の作動流体圧を調整して、前記２以上の第２ベローズを互いに独立に伸縮させる制御を行い、前記２以上の第２ベローズの伸縮により、前記指基部に対して前記指先部が運動をする、ようにすることができる。

【0022】

この場合には、調整制御部による２以上の第２ベローズ内の作動流体圧の調整制御により、２以上の第２ベローズが互いに独立に膨張又は収縮すると、指先部が、指基部との距離を変える運動や、指基部に対して回転運動をする。この結果、調整制御部の調整制御により、（iii）指基部の他端部と指先部の一端部との距離を変化させ、（iv）指基部の他端部から指基部が延びる方向と、指先部の一端部から指先部が延びる方向とが成す角度を変化させることができる。

【発明の効果】

【0023】

以上説明したように、本発明のロボットハンドによれば、対象物の把持に際して、様々な状況に応じて、適切に運動を行うことができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の第１実施形態に係るロボットハンドの外観図（その１）である。

【図2】本発明の第１実施形態に係るロボットハンドの外観図（その２）である。

【図3】第１実施形態に係る指部の第１及び第２関節機構を説明するための図である。

【図4】図１，２の調整制御部の構成を説明するための図である。

【図5】第１実施形態に係るハンド部の状態を説明するための図（その１）である。

【図6】第１実施形態に係るハンド部の状態を説明するための図（その２）である。

【図7】第１実施形態に係るハンド部の状態を説明するための図（その３）である。

【図8】本発明の第２実施形態に係るロボットハンドの外観図（その１）である。

【図9】本発明の第２実施形態に係るロボットハンドの外観図（その２）である。

【図10】第２実施形態に係る第１リンク部、指基部及び指先部の構成を説明するための図である。

【図11】第２実施形態に係る指部の第１及び第２関節機構を説明するための図である。

【図12】第２実施形態に係るハンド部の状態を説明するための図（その１）である。

【図13】第２実施形態に係るハンド部の状態を説明するための図（その２）である。

【図14】第２実施形態に係るハンド部の状態を説明するための図（その３）である。

【図15】第２実施形態に係るハンド部の状態を説明するための図（その４）である。

【図16】本発明の第３実施形態に係るロボットハンドの外観図（その１）である。

【図17】本発明の第３実施形態に係るロボットハンドの外観図（その２）である。

【図18】第３実施形態に係る指部の第１及び第２関節機構を説明するための図である。

【図19】第３実施形態に係るハンド部の状態を説明するための図（その１）である。

【図20】第３実施形態に係るハンド部の状態を説明するための図（その２）である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、本発明の実施形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下の説明及び図面においては、同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

【0026】

［第１実施形態］
まず、本発明の第１実施形態を、図１～図７を参照して説明する。

【0027】

＜構成＞
図１，２には、第１実施形態に係るロボットハンド１００Ａの外観図が示されている。図１，２における座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）は、図示の通りに定義されている。ここで、図１は、ロボットハンド１００Ａを、図１に示した座標系で表した斜視図である。また、図２は、ロボットハンド１００Ａを、－Ｙ方向側から視た外観図（ＸＺ平面視図）である。第１実施形態では、ロボットハンド１００Ａは、不図示の支持装置に取り付けられ、当該支持装置により、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向に移動可能になっているものとする。

【0028】

図１，２により総合的に示されるように、ロボットハンド１００Ａは、ハンド部１１０Ａを備えている。また、ロボットハンド１００Ａは、調整制御部２８０Ａを備えている。

【0029】

《ハンド部１１０Ａの構成》
上記のハンド部１１０Ａの構成について、説明する。ハンド部１１０Ａは、図１，２により総合的に示されるように、ベース部材１２０Ａと、取付部材１３０Ａと、指部１４０Ａ₁，１４０Ａ₂，１４０Ａ₃，１４０Ａ₄とを備えている。なお、以下の説明では、指部１４０Ａ₁，１４０Ａ₂，１４０Ａ₃，１４０Ａ₄を総称して、指部１４０Ａ_j（ｊ＝１，…，４）とも記す。

【0030】

上記のベース部材１２０Ａは、例えば、鋼鉄製の部材であり、ＸＹ平面と平行な円盤状の部材である。ベース部材１２０Ａにおける＋Ｚ方向側の面には、取付部材１３０Ａ、及び、指部１４０Ａ_jが取り付けられている。

【0031】

上記の取付部材１３０Ａは、例えば、鋼鉄製の板状部材であり、ベース部材１２０Ａにおける＋Ｚ方向側の面に固定して取り付けられる。当該取付部材１３０Ａには、指部１４０Ａ_jが固定されている。

【0032】

上記の指部１４０Ａ_j（ｊ＝１，…，４）は、第１実施形態では、取付部材１３０Ａに固定されている。また、指部１４０Ａは、ベース部材１２０Ａに取り付けられている。ここで、指部１４０Ａ₁は、伸展状態時に＋Ｘ方向に延び、指部１４０Ａ₂は、伸展状態時に－Ｙ方向に延びている。また、指部１４０Ａ₃は、伸展状態時に－Ｘ方向に延び、指部１４０Ａ₄は、伸展状態時に＋Ｙ方向に延びている。ここで、図２には、指部１４０Ａ₁の構成図が示されている。他の指部１４０Ａ₂，１４０Ａ₃，１４０Ａ₄についても、指部１４０Ａ₁と同様に構成されている。

【0033】

指部１４０Ａ_j（ｊ＝１，…，４）のそれぞれは、図１，２により総合的に示されるように、第１リンク部２２１_jと、指基部２２２_jと、指先部２２３_jとを備えている。また、指部１４０Ａ_jのそれぞれは、ベローズ２４１_j，２４２_jと、配管２５１_j，２５２_jとを備えている。ここで、指基部２２２_j及び指先部２２３_jは、第２リンク部に対応している。

【0034】

上記の第１リンク部２２１_jは、例えば、鋼鉄製の部材であり、長板部を有している。当該長板部には、他方側（図２における「＋Ｘ方向側」）に略直立して＋Ｚ方向に沿って延びる環状の接続部が形成されている。第１リンク部２２１_jの長板部の他方側の端部には、指部１４０Ａ₁，１４０Ａ₃の場合にはＹ方向に沿って延び、指部１４０Ａ₂，１４０Ａ₄の場合にはＸ方向に沿って延びる軸部材ＡＸ１_jを挿入する軸穴が形成され、軸部材ＡＸ１_jにより、指基部２２２_jが接続されている。また、第１リンク部２２１_jの他方側の接続部は、ベローズ２４１_jの一方側端部に接続されている。

【0035】

また、第１リンク部２２１_jの長板部の一方側（図２における「－Ｘ方向側」）の端部には、取付部材１３０Ａが固定されている。当該第１リンク部２２１_jの長板部は、ベース部材１２０Ａに取付けられている。

【0036】

上記の指基部２２２_jは、例えば、鋼鉄製の部材であり、長板部を有している。当該長板部の両端側には、略直立して延びる環状の接続部が形成されている。指基部２２２_jの長板部の一方側の端部には、当該長板部が延びる方向に沿って、ガイド溝ＧＣ１_j（後述する図３参照）が形成されている。そして、ガイド溝ＧＣ１_jに軸部材ＡＸ１_jが係合し、指基部２２２_jの一方側の端部、及び、第１リンク部２２１_jの他方側の端部は、軸部材ＡＸ１_jにより、回転可能及びスライド可能に接続されている。また、指基部２２２_jの一方側の接続部は、ベローズ２４１_jの他方側端部に接続されている。

【0037】

また、指基部２２２_jの長板部の他方側の端部には、当該長板部が延びる方向に沿って、ガイド溝ＧＣ２_j（図３参照）が形成されている。そして、ガイド溝ＧＣ２_jに軸部材ＡＸ２_jが係合し、指基部２２２_jの他方側の端部、及び、指先部２２３_jの一方側の端部は、軸部材ＡＸ２_jにより、回転可能及びスライド可能に接続されている。また、指基部２２２_jの他方側の接続部は、ベローズ２４２_jの一方側端部に接続されている。

【0038】

上記の指先部２２３_jは、例えば、鋼鉄製の部材であり、長板部を有している。当該長板部には、一方側に略直立して延びる環状の接続部が形成されている。指先部２２３_jの長板部の一方側には、指部１４０Ａ₁，１４０Ａ₃の場合にはＹ方向に沿って延び、指部１４０Ａ₂，１４０Ａ₄の場合にはＸ方向に沿って延びる軸部材ＡＸ２_jを挿入する軸穴が形成され、軸部材ＡＸ２_jにより、指基部２２２_jが接続されている。また、指先部２２３_jの一方側の接続部は、ベローズ２４２_jの他方側端部に接続されている。

【0039】

上記のベローズ２４１_jは、等間隔の環状溝を有する伸縮自在な樹脂製の部材であり、軸部材ＡＸ１_jの周りに沿って、関節の伸展側（＋Ｚ方向側）に配置される。ベローズ２４１_jの一方側端部は、第１リンク部２２１_jの他方側（ベローズ２４１_j側）に形成された接続部に接続されるとともに、ベローズ２４１_jの他方側端部は、指基部２２２_jの一方側（ベローズ２４１_j側）に形成された接続部に接続される。こうして配置されたベローズ２４１_jは、第１関節機構の一部として関節運動を行う力を発生する。

【0040】

上記のベローズ２４２_jは、ベローズ２４１_jと同様に、等間隔の環状溝を有する伸縮自在な樹脂製の部材であり、軸部材ＡＸ２_jの周りに沿って、関節の伸展側に配置される。ベローズ２４２_jの一方側端部は、指基部２２２_jの他方側（ベローズ２４２_j側）に形成された接続部に接続されるとともに、ベローズ２４２_jの他方側端部は、指先部２２３_jの一方側（ベローズ２４２_j側）に形成された接続部に接続される。こうして配置されたベローズ２４２_jは、第２関節機構の関節運動を行う力を発生する。

【0041】

ここで、ベローズ２４１_jには、可撓性を有する樹脂製の配管２５１_jが取り付けられ、当該ベローズ２４１_jは、配管２５１_jを介して調整制御部２８０Ａと接続している（不図示）。そして、ベローズ２４１_j内の空気圧が変化すると、当該ベローズ２４１_jが膨縮する。この結果、ベローズ２４１_jが上述した関節運動を行う力を発生させる。

【0042】

また、ベローズ２４２_jには、可撓性を有する樹脂製の配管２５２_jが取り付けられ、当該ベローズ２４２_jは、配管２５２_jを介して調整制御部２８０Ａと接続している（不図示）。そして、ベローズ２４２_j内の空気圧が変化すると、当該ベローズ２４２_jが膨縮する。この結果、ベローズ２４２_jが上述した関節運動を行う力を発生させる。

【0043】

《第１関節機構ＪＴＡ１_jの構成》
第１関節機構ＪＴＡ１_jは、図２，３により総合的に示されるように、指基部２２２_jに形成されたガイド溝ＧＣ１_jと、軸部材ＡＸ１_jと、ベローズ２４１_jとから構成されている。指基部２２２_jの一方側の端部、及び、第１リンク部２２１_jの他方側の端部は、ガイド溝ＧＣ１_jに係合された軸部材ＡＸ１_jにより、回転可能及びスライド可能に接続されている。そして、ベローズ２４１_jが膨縮すると、指基部２２２_jが第１リンク部２２１_jに対してスライド運動や回転運動を行う。

【0044】

《第２関節機構ＪＴＡ２_jの構成》
第２関節機構ＪＴＡ２_jは、図２，３により総合的に示されるように、指基部２２２_jに形成されたガイド溝ＧＣ２_jと、軸部材ＡＸ２_jと、ベローズ２４２_jとから構成されている。指先部２２３_jの一方側の端部、及び、指基部２２２_jの他方側の端部は、ガイド溝ＧＣ２_jに係合された軸部材ＡＸ２_jにより、回転可能及びスライド可能に接続されている。そして、ベローズ２４２_jが膨縮すると、指先部２２３_jが指基部２２２_jに対してスライド運動や回転運動を行う。なお、第１実施形態における第１及び第２関節機構を、片側ベローズの「スライド型関節機構」ともいう。

【0045】

《調整制御部２８０Ａの構成》
上記の調整制御部２８０Ａの構成について、説明する。調整制御部２８０Ａは、配管２５１_j，２５２_jを介して指部１４０Ａ_jのベローズ２４１_j，２４２_jと接続している。以下の説明においては、これらのベローズを総称して、単に「ベローズ」とも記す。

【0046】

かかる接続関係を有する調整制御部２８０Ａは、図４に示されるように、加圧ポンプ２８１と、減圧ポンプ２８２と、電気－空気圧制御弁２８３Ａと、制御部２８４Ａとを備えている。また、調整制御部２８０Ａは、配管２８５，２８６を備えている。

【0047】

上記の加圧ポンプ２８１は、配管２８５を介して、電気－空気圧制御弁２８３Ａのポンプ側接続口の一方側に接続されている。加圧ポンプ２８１は、ベローズへの空気の強制的供給を行う際に利用される。上記の減圧ポンプ２８２は、配管２８６を介して、電気－空気圧制御弁２８３Ａのポンプ側接続口の他方側に接続されている。減圧ポンプ２８２は、ベローズからの空気の強制的排出を行う際に、利用される。

【0048】

上記の電気－空気圧制御弁２８３Ａは、流路切換弁と、圧力制御弁（比例ソレノイドバルブ）とを備えて構成されている。この流路切換弁の入口側の一方が加圧ポンプ２８１に接続されているとともに、入口側の他方が減圧ポンプ２８２に接続されている。

【0049】

そして、流路切換弁は、制御部２８４Ａによる制御のもとで、ベローズへの空気の強制的供給を行う際には、加圧ポンプ２８１に接続されている配管２８５と指定されたベローズと連通している配管とを接続して流路を形成する。また、流路切換弁は、制御部２８４Ａによる制御のもとで、ベローズからの空気の強制的排出を行う際には、減圧ポンプ２８２に接続されている配管２８６と指定されたベローズと連通している配管とを接続して流路を形成する。

【0050】

例えば、指部１４０Ａ_jのベローズ２４１_jへの空気の強制的供給を行う際には、流路切換弁は、配管２８５と配管２５１_jとを接続して流路を形成する。また、ベローズ２４１_jからの空気の強制的排出を行う際には、流路切換弁は、配管２８６と配管２５１_jとを接続して流路を形成する。さらに、指部１４０Ａ_jのベローズ２４２_jへの空気の強制的供給を行う際には、流路切換弁は、配管２８５と配管２５２_jとを接続して流路を形成する。また、ベローズ２４２_jからの空気の強制的排出を行う際には、流路切換弁は、配管２８６と配管２５２_jとを接続して流路を形成する。

【0051】

上記の制御部２８４Ａは、ベローズからの空気の強制的排出、及び、ベローズへの空気の強制的供給の切り換え、並びに、ベローズ内の空気圧の制御を行う。かかる制御に際して、ベローズへの空気の強制的供給を行う場合には、制御部２８４Ａは、電気－空気圧制御弁２８３Ａが加圧ポンプ２８１と関節運動を行うベローズとを接続する流路を形成し、ベローズ内の空気圧力を調整するように制御する。また、ベローズからの空気の強制的排出を行う場合には、制御部２８４Ａは、電気－空気圧制御弁２８３Ａが減圧ポンプ２８２と関節運動を行うベローズとを接続する流路を形成し、ベローズ内の空気圧力を調整するように制御する。

【0052】

こうした制御は、不図示の入力部を利用して行われる利用者による入力結果に基づき、行われるようになっている。

【0053】

＜動作＞
以上のようにして構成されたロボットハンド１００Ａの動作について、指部１４０Ａ_jの対象物の把持動作に主に着目して説明する。

【0054】

当初においては、ロボットハンド１００Ａでは、調整制御部２８０Ａによるベローズ２４１_j，２４２_j内の空気圧調整は行われておらず、大気開放となっているものとする。

【0055】

対象物の把持を行うに際して、調整制御部２８０Ａが、まず、ベローズ２４１_j，２４２_jからの空気の強制的排出を行うための制御を行う。かかる制御を行うと、ベローズ２４１_j，２４２_j内の空気圧が下降する。そして、ベローズ２４１_j，２４２_j内の空気圧が下降すると、ベローズ２４１_j，２４２_jが収縮する。

【0056】

こうしてベローズ２４１_jが収縮すると、ベローズ２４１_jが、第１関節機構を伸展状態にする力を発生する。当該力により、指基部２２２_jが、軸部材ＡＸ１_jを回転軸にして第１リンク部２２１_jに対して回転運動しながら、当該第１リンク部２２１_jに近づく方向にスライド運動する。また、こうしてベローズ２４２_jが収縮すると、ベローズ２４２_jが、第２関節機構を伸展状態にする力を発生する。当該力により、指先部２２３_jが、軸部材ＡＸ２_jを回転軸にして指基部２２２_jに対して回転運動しながら、当該指基部２２２_jに近づく方向にスライド運動する。

【0057】

こうして第１及び第２関節機構が伸展状態となったときのロボットハンド１００Ａの状態が、図１，２に示されている。第１及び第２関節機構が伸展状態になると、支持装置により、ロボットハンド１００Ａが、対象物の近傍に位置するように移動する。

【0058】

《把持動作（その１）》
引き続き、調整制御部２８０Ａが、ベローズ２４１_jへの空気の強制的供給を行うための制御を行う。かかる制御を行うと、ベローズ２４１_j内の空気圧が上昇する。ベローズ２４１_j内の空気圧が上昇すると、ベローズ２４１_jが膨張する。こうしてベローズ２４１_jが膨張すると、ベローズ２４１_jが、第１関節機構を屈曲状態にする力を発生する。当該力により、指基部２２２_jが、軸部材ＡＸ１_jを回転軸にして第１リンク部２２１_jに対して回転運動しながら、当該第１リンク部２２１_jから離れる方向にスライド運動する。

【0059】

こうして第１関節機構が屈曲状態となり、第２関節機構が伸展状態となったときのロボットハンド１００Ａにおけるハンド部１１０Ａの状態が、図５（Ａ），（Ｂ）に示されている。ここで、図５（Ａ）は、ハンド部１１０Ａを、上述した図１に示した座標系で表した斜視図である。また、図５（Ｂ）は、ハンド部１１０Ａを、－Ｙ方向側から視た外観図である。

【0060】

次いで、調整制御部２８０Ａが、ベローズ２４２_jへの空気の強制的供給を行うための制御を行う。かかる制御を行うと、ベローズ２４２_j内の空気圧が上昇する。ベローズ２４２_j内の空気圧が上昇すると、ベローズ２４２_jが膨張する。こうしてベローズ２４２_jが膨張すると、ベローズ２４２_jが、第２関節機構を屈曲状態にする力を発生する。当該力により、指先部２２３_jが、軸部材ＡＸ２_jを回転軸にして指基部２２２_jに対して回転運動しながら、当該指基部２２２_jから離れる方向にスライド運動する。

【0061】

こうして第１及び第２関節機構が屈曲状態となったときのロボットハンド１００Ａにおけるハンド部１１０Ａの状態が、図６に示されている。ここで、図６は、ハンド部１１０Ａを、－Ｙ方向側から視た外観図である。

【0062】

この結果、４本の指部１４０Ａ₁，１４０Ａ₂，１４０Ａ₃，１４０Ａ₄が、対象物を把持する。なお、図６では、対象物の図示を省略している。当該把持動作は、例えば、縦長の対象物を把持するのに適した動作である。すなわち、図５（Ａ），（Ｂ）の状態になったスライド型関節機構の指部１４０Ａ_jを縦長の対象物の周りに深く差し込み、縦長の対象物を把持する動作に適した機構である。また、当該スライド型関節機構は、一軸性の非スライド型の関節機構を有するロボットハンドが把持可能な対象物に比べて、より大きな対象物を把持する動作に適した機構である。

【0063】

《把持動作（その２）》
指部１４０Ａ_jの第１及び第２関節機構が伸展状態となっている状態（図１，２参照）で、調整制御部２８０Ａが、ベローズ２４２_jへの空気の強制的供給を行うための制御を行う。かかる制御を行うと、ベローズ２４２_j内の空気圧が上昇する。ベローズ２４２_j内の空気圧が上昇すると、ベローズ２４２_jが膨張する。こうしてベローズ２４２_jが膨張すると、ベローズ２４２_jが、第２関節機構を屈曲状態にする力を発生する。当該力により、指先部２２３_jが、軸部材ＡＸ２_jを回転軸にして指基部２２２_jに対して回転運動しながら、当該指基部２２２_jから離れる方向にスライド運動する。

【0064】

こうして第１関節機構が伸展状態となり、第２関節機構が屈曲状態となったときのロボットハンド１００Ａにおけるハンド部１１０Ａの状態が、図７に示されている。図７は、ハンド部１１０Ａを、－Ｙ方向側から視た外観図である。

【0065】

次いで、調整制御部２８０Ａが、ベローズ２４１_jへの空気の強制的供給を行うための制御を行う。かかる制御を行うと、ベローズ２４１_j内の空気圧が上昇する。ベローズ２４１_j内の空気圧が上昇すると、ベローズ２４１_jが膨張する。こうしてベローズ２４１_jが膨張すると、ベローズ２４１_jが、第１関節機構を屈曲状態にする力を発生する。当該力により、指基部２２２_jが、軸部材ＡＸ１_jを回転軸にして第１リンク部２２１_jに対して回転運動しながら、当該第１リンク部２２１_jから離れる方向にスライド運動する。

【0066】

こうして第１及び第２関節機構が屈曲状態となったときのロボットハンド１００Ａにおけるハンド部１１０Ａの状態が、上記の図６に示されている。この結果、４本の指部１４０Ａ₁，１４０Ａ₂，１４０Ａ₃，１４０Ａ₄が、対象物を把持する。当該把持動作は、例えば、独楽のような上部が広い形状の対象物を、上部側から把持するのに適した動作である。

【0067】

以上説明したように、第１実施形態では、調整制御部２８０Ａが、ベローズ２４１_j，２４２_jからの空気の強制的排出を行うための制御を行う。かかる制御を行うと、ベローズ２４１_jが収縮し、第１関節機構が伸展状態になる方向に、指基部２２２_jが、軸部材ＡＸ１_jを回転軸にして第１リンク部２２１_jに対して回転運動し、当該第１リンク部２２１_jに近づく方向にスライド運動する。また、かかる制御を行うと、ベローズ２４２_jが収縮し、第２関節機構が伸展状態になる方向に、指先部２２３_jが、軸部材ＡＸ２_jを回転軸にして指基部２２２_jに対して回転運動し、当該指基部２２２_jに近づく方向にスライド運動する。

【0068】

次に、調整制御部２８０Ａは、ベローズ２４１_jへの空気の強制的供給を行うための制御を行う。かかる制御を行うと、ベローズ２４１_jが膨張し、第１関節機構が屈曲状態になる方向に、指基部２２２_jが、軸部材ＡＸ１_jを回転軸にして第１リンク部２２１_jに対して回転運動し、当該第１リンク部２２１_jから離れる方向にスライド運動する。

【0069】

引き続き、調整制御部２８０Ａは、ベローズ２４２_jへの空気の強制的供給を行うための制御を行う。かかる制御を行うと、ベローズ２４２_jが膨張し、第２関節機構が屈曲状態になる方向に、指先部２２３_jが、軸部材ＡＸ２_jを回転軸にして指基部２２２_jに対して回転運動し、当該指基部２２２_jから離れる方向にスライド運動する。これにより、屈曲した指部１４０Ａ_jが対象物を把持する。

【0070】

このため、回転運動及びスライド運動が可能なスライド型の第１及び第２関節機構を有するロボットハンド１００Ａの運動によって、対象物を把持することができる。

【0071】

したがって、第１実施形態によれば、対象物の把持に際して、指部が適切に運動を行うことができる。

【0072】

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を、図８～図１４を主に参照して説明する。

【0073】

＜構成＞
図８，９には、第２実施形態に係るロボットハンド１００Ｂの外観図が示されている。ここで、図８は、ロボットハンド１００Ｂを、図８に示した座標系で表した斜視図である。また、図９は、ロボットハンド１００Ｂを、－Ｙ方向側から視た外観図（ＸＺ平面視図）である。第２実施形態についても、ロボットハンド１００Ｂは、不図示の支持装置に取り付けられ、当該支持装置により、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向に移動可能になっているものとする。ここで、図８，９に示されるロボットハンド１００Ｂは、構成する後述の全てのベローズ内が大気開放となっている状態である。

【0074】

図８，９により総合的に示されるように、ロボットハンド１００Ｂは、上述した第１実施形態のロボットハンド１００Ａと比べて、ハンド部１１０Ａに代えてハンド部１１０Ｂを備える点、及び、調整制御部２８０Ａに代えて調整制御部２８０Ｂを備える点が異なっている。以下、これらの相違点に主に着目して説明する。

【0075】

《ハンド部１１０Ｂの構成》
上記のハンド部１１０Ｂの構成について、説明する。ハンド部１１０Ｂは、図８，９により総合的に示されるように、上述した第１実施形態のハンド部１１０Ａと比べて、ベース部材１２０Ａに代えてベース部材１２０Ｂを備える点、指部１４０Ａ_j（ｊ＝１，…，４）に代えて指部１４０Ｂ_jを備える点、及び、取付部材１３０Ａを備えていない点が異なっている。

【0076】

上記のベース部材１２０Ｂは、例えば、鋼鉄製の部材であり、ＸＹ平面と平行な円盤状の部材である。ベース部材１２０Ｂにおける＋Ｚ方向側の面には、指部１４０Ｂ_jが取り付けられている。

【0077】

上記の指部１４０Ｂ_j（ｊ＝１，…，４）は、第２実施形態では、ベース部材１２０Ｂに取り付けられている。ここで、図９には、指部１４０Ｂ₁の構成図が示されている。他の指部１４０Ｂ₂，１４０Ｂ₃，１４０Ｂ₄についても、指部１４０Ｂ₁と同様に構成されている。

【0078】

指部１４０Ｂ_j（ｊ＝１，…，４）のそれぞれは、図８，９により総合的に示されるように、第１リンク部２２１Ｂ_jと、指基部２２２Ｂ_jと、指先部２２３Ｂ_jとを備えている。また、指部１４０Ｂ_jのそれぞれは、ベローズ２４１_O,j，２４１_I,j，２４２_O,j，２４２_I,jと、配管２５１_O,j，２５１_I,j，２５２_O,j，２５２_I,jとを備えている。

【0079】

さらに、指部１４０Ｂ_jのそれぞれは、連接部材２６１Ｂ_j，２６２Ｂ_j，２７１Ｂ_j，２７２Ｂ_jを備えている。ここで、指基部２２２Ｂ_j及び指先部２２３Ｂ_jは、第２リンク部に対応している。

【0080】

上記の第１リンク部２２１Ｂ_jは、例えば、鋼鉄製の部材であり、折曲した長板部を有している。図９，１０により総合的に示されるように、第１リンク部２２１Ｂ_jの長板部には、他方側（図１０における「略＋Ｘ方向側」）の端部に、ベローズ２４１_O,jに接続される環状の外側接続部と、ベローズ２４１_I,jに接続される環状の内側接続部とが形成されている。第１リンク部２２１Ｂ_jの他方側の端部には、連接部材２６１Ｂ_j，２７１Ｂ_jを介して、指基部２２２Ｂ_jが接続されている。また、第１リンク部２２１Ｂ_jの長板部の一方側（図１０における「略－Ｘ方向側」）は、ベース部材１２０Ｂに取付けられている。なお、図１０では、連接部材２６１Ｂ_j，２７１Ｂ_jの図示を省略している。

【0081】

上記の指基部２２２Ｂ_jは、例えば、鋼鉄製の部材であり、長板部を有している。図９，１０により総合的に示されるように、指基部２２２Ｂ_jの長板部における一方側の端部には、ベローズ２４１_O,jに接続される環状の外側接続部と、ベローズ２４１_I,jに接続される環状の内側接続部とが形成されている。指基部２２２Ｂ_jの一方側の端部には、連接部材２６１Ｂ_j，２７１Ｂ_jを介して、第１リンク部２２１Ｂ_jが接続されている。

【0082】

また、指基部２２２Ｂ_jの長板部における他方側の端部には、ベローズ２４２_O,jに接続される環状の外側接続部と、ベローズ２４２_I,jに接続される環状の内側接続部とが形成されている。指基部２２２Ｂ_jの他方側の端部には、連接部材２６２Ｂ_j，２７２Ｂ_jを介して、指先部２２３Ｂ_jが接続されている。なお、図１０では、連接部材２６２Ｂ_j，２７２Ｂ_jの図示を省略している。

【0083】

上記の指先部２２３Ｂ_jは、例えば、鋼鉄製の部材であり、長板部を有している。図９，１０により総合的に示されるように、指先部２２３Ｂ_jの長板部には、一方側の端部に、ベローズ２４２_O,jに接続された環状の外側接続部と、ベローズ２４２_I,jに接続された環状の内側接続部とが形成されている。指先部２２３Ｂ_jの一方側の端部には、連接部材２６２Ｂ_j，２７２Ｂ_jを介して、指基部２２２Ｂ_jが接続されている。

【0084】

上記のベローズ２４１_O,jは、等間隔の環状溝を有する伸縮自在な樹脂製の部材であり、関節の伸展側に配置される。ベローズ２４１_O,jの一方側端部は、第１リンク部２２１Ｂ_jの他方側（ベローズ２４１_O,j側）の端部に形成された外側接続部に接続されるとともに、ベローズ２４１_O,jの他方側端部は、指基部２２２Ｂ_jの一方側（ベローズ２４１_O,j側）の端部に形成された外側接続部に接続される。こうして配置されたベローズ２４１_O,jは、第１関節機構の一部として関節運動を行う力を発生する。

【0085】

上記のベローズ２４１_I,jは、ベローズ２４１_O,jと同様に、等間隔の環状溝を有する伸縮自在な樹脂製の部材であり、関節の屈曲側に配置される。ベローズ２４１_I,jの一方側端部は、第１リンク部２２１Ｂ_jの他方側の端部に形成された内側接続部に接続されるとともに、ベローズ２４１_I,jの他方側端部は、指基部２２２Ｂ_jの一方側の端部に形成された内側接続部に接続される。こうして配置されたベローズ２４１_I,jは、第１関節機構の一部として関節運動を行う力を発生する。

【0086】

上記のベローズ２４２_O,jは、ベローズ２４１_O,jと同様に、等間隔の環状溝を有する伸縮自在な樹脂製の部材であり、関節の伸展側に配置される。ベローズ２４２_O,jの一方側端部は、指基部２２２Ｂ_jの他方側の端部に形成された外側接続部に接続されるとともに、ベローズ２４２_O,jの他方側端部は、指先部２２３Ｂ_jの一方側の端部に形成された外側接続部に接続される。こうして配置されたベローズ２４２_O,jは、第２関節機構の一部として関節運動を行う力を発生する。

【0087】

上記のベローズ２４２_I,jは、ベローズ２４１_O,jと同様に、等間隔の環状溝を有する伸縮自在な樹脂製の部材であり、関節の屈曲側に配置される。ベローズ２４２_I,jの一方側端部は、指基部２２２Ｂ_jの他方側の端部に形成された内側接続部に接続されるとともに、ベローズ２４２_I,jの他方側端部は、指先部２２３Ｂ_jの一方側の端部に形成された内側接続部に接続される。こうして配置されたベローズ２４２_I,jは、第２関節機構の一部として関節運動を行う力を発生する。

【0088】

以下、ベローズ２４１_O,j，２４２_O,jを「外側ベローズ２４１_O,j，２４２_O,j」とも記し、ベローズ２４１_I,j，２４２_I,jを「内側ベローズ２４１_I,j，２４２_I,j」とも記す。

【0089】

また、ベローズ２４１_O,jには、可撓性を有する樹脂製の配管２５１_O,jが取り付けられ、当該ベローズ２４１_O,jは、配管２５１_O,jを介して調整制御部２８０Ｂと接続している（不図示）。そして、ベローズ２４１_O,j内の空気圧が変化すると、当該ベローズ２４１_O,jが膨縮する。また、ベローズ２４１_I,jには、可撓性を有する樹脂製の配管２５１_I,jが取り付けられ、当該ベローズ２４１_I,jは、配管２５１_I,jを介して調整制御部２８０Ｂと接続している（不図示）。そして、ベローズ２４１_I,j内の空気圧が変化すると、当該ベローズ２４１_I,jが膨縮する。この結果、ベローズ２４１_O,j，２４１_I,jが上述した関節運動を行う力を発生させる。

【0090】

また、ベローズ２４２_O,jには、可撓性を有する樹脂製の配管２５２_O,jが取り付けられ、当該ベローズ２４２_O,jは、配管２５２_O,jを介して調整制御部２８０Ｂと接続している（不図示）。そして、ベローズ２４２_O,j内の空気圧が変化すると、当該ベローズ２４２_O,jが膨縮する。また、ベローズ２４２_I,jには、可撓性を有する樹脂製の配管２５２_I,jが取り付けられ、当該ベローズ２４２_I,jは、配管２５２_I,jを介して調整制御部２８０Ｂと接続している（不図示）。そして、ベローズ２４２_I,j内の空気圧が変化すると、当該ベローズ２４２_I,jが膨縮する。この結果、ベローズ２４２_O,j，２４２_I,jが上述した関節運動を行う力を発生させる。

【0091】

上記の連接部材２６１Ｂ_jは、図９に示されるように、第１リンク部２２１Ｂ_jが延びる方向の両側に配置された２つの長板状の部材と、当該２つの長板状の部材を屈曲側で接続する保護用部材とが一体成形された部材である。当該保護用部材は、ベローズ２４１_I,jが対象物に触れること防止する。連接部材２６１Ｂ_jは、軸部材により、第１リンク部２２１Ｂ_j及び連接部材２７１Ｂ_jに接続されている。当該接続関係については、後述する。

【0092】

上記の連接部材２７１Ｂ_jは、指基部２２２Ｂ_jが延びる方向の両側に配置された２つの長板状の部材である。連接部材２７１Ｂ_jは、軸部材により、指基部２２２Ｂ_j及び連接部材２６１Ｂ_jに接続されている。当該接続関係については、後述する。

【0093】

上記の連接部材２６２Ｂ_jは、指基部２２２Ｂ_jが延びる方向の両側に配置された２つの長板状の部材と、当該２つの長板状の部材を屈曲側で接続する保護用部材とが一体成形された部材である。当該保護用部材は、ベローズ２４２_I,jが対象物に触れること防止する。連接部材２６２Ｂ_jは、軸部材により、指基部２２２Ｂ_j及び連接部材２７２Ｂ_jに接続されている。当該接続関係については、後述する

【0094】

上記の連接部材２７２Ｂ_jは、指先部２２３Ｂ_jが延びる方向の両側に配置された２つの長板状の部材である。連接部材２７２Ｂ_jは、軸部材により、指先部２２３Ｂ_j及び連接部材２６２Ｂ_jに接続されている。当該接続関係については、後述する。

【0095】

《第１関節機構ＪＴＢ１_jの構成》
第１関節機構ＪＴＢ１_jは、図１１により総合的に示されるように、連接部材２６１Ｂ_j，２７１Ｂ_jと、軸部材ＸＢ１_1,j，ＸＢ１_2,j，ＸＢ１_3,jと、ベローズ２４１_O,j，２４１_I,jとから構成されている。連接部材２６１Ｂ_j及び連接部材２７１Ｂ_jは、軸部材ＸＢ１_3,jにより、回転可能に接続されている。そして、第１リンク部２２１Ｂ_jの他方側の端部が、軸部材ＸＢ１_1,jにより、連接部材２６１Ｂ_jに対して回転可能に接続されている。また、指基部２２２Ｂ_jの一方側の端部が、軸部材ＸＢ１_2,jにより、連接部材２７１Ｂ_jに対して回転可能に接続されている。ベローズ２４１_O,j，２４１_I,jの膨縮に従って、連接部材２６１Ｂ_j及び連接部材２７１Ｂ_jは相互に回転するとともに、連接部材２６１Ｂ_jは第１リンク部２２１Ｂ_jに対して回転し、連接部材２７１Ｂ_jは指基部２２２Ｂ_jに対して回転する。

【0096】

《第２関節機構ＪＴＢ２_jの構成》
第２関節機構ＪＴＢ２_jは、図１１により総合的に示されるように、連接部材２６２Ｂ_j，２７２Ｂ_jと、軸部材ＸＢ２_1,j，ＸＢ２_2,j，ＸＢ２_3,jと、ベローズ２４２_O,j，２４２_I,jとから構成されている。連接部材２６２Ｂ_j及び連接部材２７２Ｂ_jは、軸部材ＸＢ２_3,jにより、回転可能に接続されている。そして、指基部２２２Ｂ_jの他方側の端部が、軸部材ＸＢ２_1,jにより、連接部材２６２Ｂ_jに対して回転可能に接続されている。また、指先部２２３Ｂ_jの一方側の端部が、軸部材ＸＢ２_2,jにより、連接部材２７２Ｂ_jに対して回転可能に接続されている。ベローズ２４２_O,j，２４２_I,jの膨縮に従って、連接部材２６２Ｂ_j及び連接部材２７２Ｂ_jは相互に回転するとともに、連接部材２６２Ｂ_jは指基部２２２Ｂ_jに対して回転し、連接部材２７２Ｂ_jは指先部２２３Ｂ_jに対して回転する。なお、第２実施形態における第１及び第２関節機構を、両側ベローズの「クランク型関節機構」ともいう。

【0097】

《調整制御部２８０Ｂ》
上記の調整制御部２８０Ｂについて説明する。調整制御部２８０Ｂは、上述した第１実施形態の調整制御部２８０Ａと比べて、第２実施形態のロボットハンド１００Ｂが、ベローズ２４１_O,j，２４１_I,j，２４２_O,j，２４２_I,jとを備えることに対応して、ベローズ２４１_O,j，２４１_I,j，２４２_O,j，２４２_I,jへの空気の強制的供給、及び、、ベローズ２４１_O,j，２４１_I,j，２４２_O,j，２４２_I,jからの空気の強制的排出を行う点が異なっている。

【0098】

＜動作＞
以上のようにして構成されたロボットハンド１００Ｂの動作について、指部１４０Ｂ_jの対象物の把持動作に主に着目して説明する。

【0099】

《把持動作（その１）》
当初においては、調整制御部２８０Ｂによるベローズ２４１_O,j，２４１_I,j，２４２_O,j，２４２_I,j内の空気圧調整は行われておらず、大気開放になっているものとする（図８，９参照）。

【0100】

対象物の把持を行うに際して、支持装置により、ロボットハンド１００Ｂが、対象物の近傍に位置するように移動する。こうした状態で、調整制御部２８０Ｂが、外側ベローズ２４１_O,j，２４２_O,j内を大気開放に維持し、内側ベローズ２４１_I,j，２４２_I,jへの空気の強制的供給を行うための制御を行う。かかる制御を行うと、内側ベローズ２４１_I,j，２４２_I,j内の空気圧が上昇する。内側ベローズ２４１_I,j，２４２_I,j内の空気圧が上昇すると、当該内側ベローズ２４１_I,j，２４２_I,jが膨張する。

【0101】

こうして外側ベローズ２４１_O,j内を大気開放に維持し、内側ベローズ２４１_I,jが膨張すると、内側ベローズ２４１_I,jが、第１関節機構を伸展させる力を発生する。当該力により、図１２に示されるように、第１リンク部２２１Ｂ_jと指基部２２２Ｂ_jとが離れるように、連接部材２６１Ｂ_j及び連接部材２７１Ｂ_jが相互に回転し、連接部材２６１Ｂ_jの長板状の部材が延びる方向と、連接部材２７１Ｂ_jの長板状の部材が延びる方向とが略平行となる。これにより、第１リンク部２２１Ｂ_jと指基部２２２Ｂ_jと間の距離が長くなり、関節間距離が長くなった状態で、第１関節機構が伸展する。

【0102】

また、外側ベローズ２４２_O,j内を大気開放に維持し、内側ベローズ２４２_I,jが膨張すると、内側ベローズ２４２_I,jが、第２関節機構を伸展させる力を発生する。当該力により、指基部２２２Ｂ_jと指先部２２３Ｂ_jとが離れるように、連接部材２６２Ｂ_j及び連接部材２７２Ｂ_jが相互に回転し、連接部材２６２Ｂ_jの長板状の部材が延びる方向と、連接部材２７２Ｂ_jの長板状の部材が延びる方向とが略平行となる。これにより、指基部２２２Ｂ_jと指先部２２３Ｂ_jとの距離が長くなり、関節間距離が長くなった状態で、第２関節機構が伸展する。

【0103】

次に、調整制御部２８０Ｂが、内側ベローズ２４１_I,j，２４２_I,j内を大気開放にし、外側ベローズ２４１_O,j，２４２_O,jへの空気の強制的供給を行うための制御を行う。かかる制御を行うと、外側ベローズ２４１_O,j，２４２_O,j内の空気圧が上昇する。外側ベローズ２４１_O,j，２４２_O,j内の空気圧が上昇すると、外側ベローズ２４１_O,j，２４２_O,jが膨張する。

【0104】

こうして内側ベローズ２４１_I,j内が大気開放され、外側ベローズ２４１_O,jが膨張すると、外側ベローズ２４１_O,jが、第１関節機構を屈曲させる力を発生する。当該力により、図１３に示されるように、連接部材２６１Ｂ_jの長板状の部材が延びる方向と、連接部材２７１Ｂ_jの長板状の部材が延びる方向とが略平行となっている状態を維持しながら、連接部材２６１Ｂ_jが第１リンク部２２１Ｂ_jに対して回転し、連接部材２７１Ｂ_jが指基部２２２Ｂ_jに対して回転する。これにより、関節間距離が長い状態のままで、第１関節機構が屈曲する。

【0105】

また、内側ベローズ２４２_I,j内が大気開放され、外側ベローズ２４２_O,jが膨張すると、外側ベローズ２４２_O,jが、第２関節機構を屈曲させる力を発生する。当該力により、連接部材２６２Ｂ_jの長板状の部材が延びる方向と、連接部材２７２Ｂ_jの長板状の部材が延びる方向とが略平行となっている状態を維持しながら、連接部材２６２Ｂ_jが指基部２２２Ｂ_jに対して回転し、連接部材２７２Ｂ_jが指先部２２３Ｂ_jに対して回転する。これにより、関節間距離が長い状態のままで、第２関節機構が屈曲する。

【0106】

この結果、クランク型の第１及び第２関節機構の関節間距離が長くなった４本の指部１４０Ｂ₁，１４０Ｂ₂，１４０Ｂ₃，１４０Ｂ₄が、対象物を把持する。なお、図１３では、対象物の図示を省略している。この把持動作では、ベローズへの空気の強制的供給を行うための制御のみで、対象物を把持することができる。

【0107】

《把持動作（その２）》
当初においては、調整制御部２８０Ｂによるベローズ２４１_O,j，２４１_I,j，２４２_O,j，２４２_I,j内の空気圧調整は行われておらず、大気開放になっているものとする（図８，９参照）。

【0108】

把持に際して、支持装置により、ロボットハンド１００Ｂが、対象物の近傍に移動する。こうした状態で、調整制御部２８０Ｂが、内側ベローズ２４１_I,j，２４２_I,j内を大気開放に維持し、外側ベローズ２４１_O,j，２４２_O,jからの空気の強制的排出を行うための制御を行う。かかる制御を行うと、外側ベローズ２４１_O,j，２４２_O,j内の空気圧が下降する。外側ベローズ２４１_O,j，２４２_O,j内の空気圧が下降すると、当該外側ベローズ２４１_O,j，２４２_O,jが収縮する。

【0109】

こうして内側ベローズ２４１_I,j内を大気開放に維持し、外側ベローズ２４１_O,jが収縮すると、外側ベローズ２４１_O,jが、第１関節機構を伸展させる力を発生する。当該力により、図１４に示されるように、第１リンク部２２１Ｂ_jと指基部２２２Ｂ_jとが近づくように、連接部材２６１Ｂ_j及び連接部材２７１Ｂ_jが相互に折りたたまれるようにして回転し、連接部材２６１Ｂ_jの長板状の部材が延びる方向と、連接部材２７１Ｂ_jの長板状の部材が延びる方向とが略平行となる。これにより、第１リンク部２２１Ｂ_jと指基部２２２Ｂ_jと間の距離が短くなり、関節間距離が短くなった状態で、第１関節機構が伸展する。

【0110】

また、内側ベローズ２４２_I,j内を大気開放に維持し、外側ベローズ２４２_O,jが収縮すると、外側ベローズ２４２_O,jが、第２関節機構を伸展させる力を発生する。当該力により、指基部２２２Ｂ_jと指先部２２３Ｂ_jとが近づくように、連接部材２６２Ｂ_j及び連接部材２７２Ｂ_jが相互に折りたたまれるようにして回転し、連接部材２６２Ｂ_jの長板状の部材が延びる方向と、連接部材２７２Ｂ_jの長板状の部材が延びる方向とが略平行となる。これにより、指基部２２２Ｂ_jと指先部２２３Ｂ_jとの距離が短くなり、関節間距離が短くなった状態で、第２関節機構が伸展する。

【0111】

次に、調整制御部２８０Ｂが、外側ベローズ２４１_O,j，２４２_O,j内を大気開放にし、内側ベローズ２４１_I,j，２４２_I,jからの空気の強制的排出を行うための制御を行う。かかる制御を行うと、内側ベローズ２４１_I,j，２４２_I,j内の空気圧が下降する。内側ベローズ２４１_I,j，２４２_I,j内の空気圧が下降すると、内側ベローズ２４１_I,j，２４２_I,jが収縮する。

【0112】

こうして外側ベローズ２４１_O,j内が大気開放され、内側ベローズ２４１_I,jが収縮すると、内側ベローズ２４１_I,jが、第１関節機構を屈曲させる力を発生する。当該力により、図１５に示されるように、連接部材２６１Ｂ_jの長板状の部材が延びる方向と、連接部材２７１Ｂ_jの長板状の部材が延びる方向とが略平行となっている状態を維持しながら、連接部材２６１Ｂ_jが第１リンク部２２１Ｂ_jに対して回転し、連接部材２７１Ｂ_jが指基部２２２Ｂ_jに対して回転する。これにより、関節間距離が短い状態のままで、第１関節機構が屈曲する。

【0113】

また、外側ベローズ２４２_O,j内が大気開放され、内側ベローズ２４２_I,jが収縮すると、内側ベローズ２４２_I,jが、第２関節機構を屈曲させる力を発生する。当該力により、連接部材２６２Ｂ_jの長板状の部材が延びる方向と、連接部材２７２Ｂ_jの長板状の部材が延びる方向とが平行となっている状態を維持しながら、連接部材２６２Ｂ_jが指基部２２２Ｂ_jに対して回転し、連接部材２７２Ｂ_jが指先部２２３Ｂ_jに対して回転する。これにより、関節間距離が短い状態のままで、第２関節機構が屈曲する。

【0114】

この結果、クランク型の第１及び第２関節機構の関節間距離が短くなった４本の指部１４０Ｂ₁，１４０Ｂ₂，１４０Ｂ₃，１４０Ｂ₄が、対象物を把持する。なお、図１５では、対象物の図示を省略している。この把持動作では、ベローズからの空気の強制的排出を行うための制御のみで、対象物を把持することができる。

【0115】

以上説明したように、第２実施形態では、調整制御部２８０Ｂの制御により、外側ベローズ２４１_O,j内を大気開放とし、内側ベローズ２４１_I,jが膨張すると、内側ベローズ２４１_I,jが、第１関節機構を伸展させる力を発生する。当該力により、第１リンク部２２１Ｂ_jと指基部２２２Ｂ_jと間の距離が長くなり、関節間距離が長くなった状態で、第１関節機構が伸展する。また、調整制御部２８０Ｂの制御により、外側ベローズ２４２_O,j内を大気開放とし、内側ベローズ２４２_I,jが膨張すると、内側ベローズ２４２_I,jが、第２関節機構を伸展させる力を発生する。当該力により、指基部２２２Ｂ_jと指先部２２３Ｂ_jとの距離が長くなり、関節間距離が長くなった状態で、第２関節機構が伸展する。

【0116】

次に、調整制御部２８０Ｂの制御により、内側ベローズ２４１_I,j内を大気開放とし、外側ベローズ２４１_O,jが膨張すると、外側ベローズ２４１_O,jが、第１関節機構を屈曲させる力を発生する。当該力により、関節間距離が長い状態のままで、第１関節機構が屈曲する。また、調整制御部２８０Ｂの制御により、内側ベローズ２４２_I,j内を大気開放とし、外側ベローズ２４２_O,jが膨張すると、外側ベローズ２４２_O,jが、第２関節機構を屈曲させる力を発生する。当該力により、関節間距離が長い状態のままで、第２関節機構が屈曲する。

【0117】

このため、クランク型関節機構における関節間距離が長くなった指部１４０Ｂ_jによって、対象物を把持することができる。当該把持動作は、相対的に大きい対象物の把持に適している。

【0118】

この場合には、ベローズ内の空気圧を正圧する制御のみで、対象物を把持することができる。このため、調整制御部におけるポンプを加圧ポンプ（通常のコンプレッサ）だけとすることができる。

【0119】

また、第２実施形態では、調整制御部２８０Ｂの制御により、内側ベローズ２４１_I,j内を大気開放とし、外側ベローズ２４１_O,jが収縮すると、外側ベローズ２４１_O,jが、第１関節機構を伸展させる力を発生する。当該力により、第１リンク部２２１Ｂ_jと指基部２２２Ｂ_jと間の距離が短くなり、関節間距離が短くなった状態で、第１関節機構が伸展する。また、調整制御部２８０Ｂの制御により、内側ベローズ２４２_I,j内を大気開放とし、外側ベローズ２４２_O,jが収縮すると、外側ベローズ２４２_O,jが、第２関節機構を伸展させる力を発生する。当該力により、指基部２２２Ｂ_jと指先部２２３Ｂ_jとの距離が短くなり、関節間距離が短くなった状態で、第２関節機構が伸展する。

【0120】

次に、調整制御部２８０Ｂの制御により、外側ベローズ２４１_O,j内を大気開放とし、内側ベローズ２４１_I,jが収縮すると、内側ベローズ２４１_I,jが、第１関節機構を屈曲させる力を発生する。当該力により、関節間距離が短い状態のままで、第１関節機構が屈曲する。また、調整制御部２８０Ｂの制御により、外側ベローズ２４２_O,j内を大気開放とし、内側ベローズ２４２_I,jが収縮すると、内側ベローズ２４２_I,jが、第２関節機構を屈曲させる力を発生する。当該力により、関節間距離が短い状態のままで、第２関節機構が屈曲する。

【0121】

このため、クランク型関節機構における関節間距離が短くなった指部１４０Ｂ_jによって、対象物を把持することができる。当該把持動作は、相対的に小さい対象物の把持に適している。

【0122】

この場合には、ベローズ内の空気圧を負圧する制御のみで、対象物を把持することができる。このため、調整制御部におけるポンプを減圧ポンプだけとすることができる。

【0123】

このように、第２実施形態に係るロボットハンド１００Ｂの関節は、関節軸方式のハンドでありながら、ベローズの伸縮に応じて、第１リンク部２２１Ｂ_jと指基部２２２Ｂ_jとの間の距離、指基部２２２Ｂ_jと指先部２２３Ｂ_jとの間の距離が伸縮することを許容するクランク機構となっている。

【0124】

したがって、第２実施形態によれば、上述した第１実施形態と同様に、対象物の把持に際して、指部が適切に運動を行うことができる。

【0125】

［第３実施形態］
次いで、本発明の第３実施形態を、図１６～図２０を主に参照して説明する。

【0126】

＜構成＞
図１６，１７には、第３実施形態に係るロボットハンド１００Ｃの外観図が示されている。図１６は、ロボットハンド１００Ｃを、図１６に示した座標系で表した斜視図である。また、図１７は、ロボットハンド１００Ｃを、－Ｙ方向側から視た外観図（ＸＺ平面視図）である。第３実施形態についても、ロボットハンド１００Ｃは、不図示の支持装置に取り付けられ、当該支持装置により、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向に移動可能になっているものとする。ここで、図１６，１７に示されるロボットハンド１００Ｃは、構成する全てのベローズ内が大気開放となっている状態である。

【0127】

図１６，１７により総合的に示されるように、ロボットハンド１００Ｃは、上述した第２実施形態のロボットハンド１００Ｂと比べて、ハンド部１１０Ｂに代えてハンド部１１０Ｃを備える点が異なっている。以下、これらの相違点に主に着目して説明する。

【0128】

《ハンド部１１０Ｃの構成》
上記のハンド部１１０Ｃの構成について、説明する。ハンド部１１０Ｃは、図１６，１７により総合的に示されるように、上述した第２実施形態のハンド部１１０Ｂと比べて、指部１４０Ｂ_j（ｊ＝１，…，４）に代えて指部１４０Ｃ_jを備える点が異なっている。

【0129】

上記の指部１４０Ｃ_j（ｊ＝１，…，４）は、ベース部材１２０Ｂに取り付けられている。ここで、図１７には、指部１４０Ｃ₁の構成図が示されている。他の指部１４０Ｃ₂，１４０Ｃ₃，１４０Ｃ₄についても、指部１４０Ｃ₁と同様に構成されている。

【0130】

指部１４０Ｃ_j（ｊ＝１，…，４）のそれぞれは、図１６，１７により総合的に示されるように、上述した第２実施形態の指部１４０Ｂ_jと比べて、連接部材２６１Ｂ_j，２６２Ｂ_j，２７１Ｂ_j，２７２Ｂ_jに代えて連接部材２６１Ｃ_O,j，２６１Ｃ_I,j，２６２Ｃ_O,j，２６２Ｃ_I,j，２７１Ｃ_O,j，２７１Ｃ_I,j，２７２Ｃ_O,j，２７２Ｃ_I,jを備える点、及び、規制部材２８１Ｃ_j，２８２Ｃ_jを更に備える点が異なっている。

【0131】

上記の連接部材２６１Ｃ_O,jは、図１７に示されるように、第１リンク部２２１Ｂ_jが延びる方向の両側に配置された２つの長板状の部材である。連接部材２６１Ｃ_O,jは、軸部材により、第１リンク部２２１Ｂ_j及び連接部材２７１Ｃ_O,jに接続されている。当該接続関係については、後述する。

【0132】

上記の連接部材２７１Ｃ_O,jは、指基部２２２Ｂ_jが延びる方向の両側に配置された２つの長板状の部材である。連接部材２７１Ｃ_O,jは、軸部材により、指基部２２２Ｂ_j及び連接部材２６１Ｃ_O,jに接続されている。当該接続関係については、後述する。

【0133】

上記の連接部材２６１Ｃ_I,jは、第１リンク部２２１Ｂ_jが延びる方向の両側に配置された２つの長板状の部材である。連接部材２６１Ｃ_I,jは、軸部材により、第１リンク部２２１Ｂ_j及び連接部材２７１Ｃ_I,jに接続されている。当該接続関係については、後述する。

【0134】

上記の連接部材２７１Ｃ_I,jは、指基部２２２Ｂ_jが延びる方向の両側に配置された２つの長板状の部材である。連接部材２７１Ｃ_I,jは、軸部材により、指基部２２２Ｂ_j及び連接部材２６１Ｃ_I,jに接続されている。当該接続関係については、後述する。

【0135】

上記の連接部材２６２Ｃ_O,jは、指基部２２２Ｂ_jが延びる方向の両側に配置された２つの長板状の部材である。連接部材２６２Ｃ_O,jは、軸部材により、指基部２２２Ｂ_j及び連接部材２７２Ｃ_O,jに接続されている。当該接続関係については、後述する。

【0136】

上記の連接部材２７２Ｃ_O,jは、指先部２２３Ｂ_jが延びる方向の両側に配置された２つの長板状の部材である。連接部材２７２Ｃ_O,jは、軸部材により、指先部２２３Ｂ_j及び連接部材２６２Ｃ_O,jに接続されている。当該接続関係については、後述する。

【0137】

上記の連接部材２６２Ｃ_I,jは、指基部２２２Ｂ_jが延びる方向の両側に配置された２つの長板状の部材である。連接部材２６２Ｃ_I,jは、軸部材により、指基部２２２Ｂ_j及び連接部材２７２Ｃ_I,jに接続されている。当該接続関係については、後述する。

【0138】

上記の連接部材２７２Ｃ_I,jは、指先部２２３Ｂ_jが延びる方向の両側に配置された２つの長板状の部材である。連接部材２７２Ｃ_I,jは、軸部材により、指先部２２３Ｂ_j及び連接部材２６２Ｃ_I,jに接続されている。当該接続関係については、後述する。

【0139】

上記の規制部材２８１Ｃ_jは、例えば、鋼鉄製の枠状の部材であり、図１７，１８により総合的に示されるように、ガイド溝ＧＣ１_O,j，ＧＣ１_I,jが形成されている。ガイド溝ＧＣ１_O,jには、連接部材２６１Ｃ_O,j及び連接部材２７１Ｃ_O,jを回転可能に接続する軸部材ＸＣ１_O,jが挿入されている。ガイド溝ＧＣ１_I,jには、連接部材２６１Ｃ_I,j及び連接部材２７１Ｃ_I,jを回転可能に接続する軸部材ＸＣ１_I,jが挿入されている。

【0140】

上記の規制部材２８２Ｃ_jは、例えば、鋼鉄製の枠状の部材であり、ガイド溝ＧＣ２_O,j，ＧＣ２_I,jが形成されている。ガイド溝ＧＣ２_O,jには、連接部材２６２Ｃ_O,j及び連接部材２７２Ｃ_O,jを回転可能に接続する軸部材ＸＣ２_O,jが挿入されている。ガイド溝ＧＣ２_I,jには、連接部材２６２Ｃ_I,j及び連接部材２７２Ｃ_I,jを回転可能に接続する軸部材ＸＣ２_I,jが挿入されている。

【0141】

《第１関節機構ＪＴＣ１_jの構成》
第１関節機構ＪＴＣ１_jは、図１８に示されるように、連接部材２６１Ｃ_O,j，２６１Ｃ_I,j，２７１Ｃ_O,j，２７１Ｃ_I,jと、規制部材２８１Ｃ_jと、軸部材ＸＣ１_1,j，ＸＣ１_2,j，ＸＣ１_O,j，ＸＣ１_I,jと、ベローズ２４１_O,j，２４１_I,jとから構成されている。

【0142】

連接部材２６１Ｃ_O,j及び連接部材２７１Ｃ_O,jは、軸部材ＸＣ１_O,jにより、回転可能に接続されている。当該軸部材ＸＣ１_O,jは、規制部材２８１Ｃ_jに形成されたガイド溝ＧＣ１_O,jに係合するようになっている。第１リンク部２２１Ｂ_jの他方側の端部が、軸部材ＸＣ１_1,jにより、連接部材２６１Ｃ_O,jに対して回転可能に接続されている。また、指基部２２２Ｂ_jの一方側の端部が、軸部材ＸＣ１_2,jにより、連接部材２７１Ｃ_O,jに対して回転可能に接続されている。

【0143】

連接部材２６１Ｃ_I,j及び連接部材２７１Ｃ_I,jは、軸部材ＸＣ１_I,jにより、回転可能に接続されている。当該軸部材ＸＣ１_I,jは、規制部材２８１Ｃ_jに形成されたガイド溝ＧＣ１_I,jに係合するようになっている。第１リンク部２２１Ｂ_jの他方側の端部が、軸部材ＸＣ１_1,jにより、連接部材２６１Ｃ_I,jに対して回転可能に接続されている。また、指基部２２２Ｂ_jの一方側の端部が、軸部材ＸＣ１_2,jにより、連接部材２７１Ｃ_I,jに対して回転可能に接続されている。

【0144】

ベローズ２４１_O,j，２４１_I,jの膨縮に従って、連接部材２６１Ｃ_O,j及び連接部材２７１Ｃ_O,jが、ガイド溝ＧＣ１_O,jによって移動が規制された軸部材ＸＣ１_O,jを軸にして相互に回転し、連接部材２６１Ｃ_I,j及び連接部材２７１Ｃ_I,jが、ガイド溝ＧＣ１_I,jによって移動が規制された軸部材ＸＣ１_I,jを軸にして相互に回転する。これに連動して、連接部材２６１Ｃ_O,j及び連接部材２６１Ｃ_I,jは、第１リンク部２２１Ｂ_jに対して回転し、連接部材２７１Ｃ_O,j及び連接部材２７１Ｃ_I,jは、指基部２２２Ｂ_jに対して回転する。

【0145】

《第２関節機構ＪＴＣ２_jの構成》
第２関節機構ＪＴＣ２_jは、図１８に示されるように、連接部材２６２Ｃ_O,j，２６２Ｃ_I,j，２７２Ｃ_O,j，２７２Ｃ_I,jと、規制部材２８２Ｃ_jと、軸部材ＸＣ２_1,j，ＸＣ２_2,j，ＸＣ２_O,j，ＸＣ２_I,jと、ベローズ２４２_O,j，２４２_I,jとから構成されている。

【0146】

連接部材２６２Ｃ_O,j及び連接部材２７２Ｃ_O,jは、軸部材ＸＣ２_O,jにより、回転可能に接続されている。当該軸部材ＸＣ２_O,jは、規制部材２８２Ｃ_jに形成されたガイド溝ＧＣ２_O,jに係合するようになっている。指基部２２２Ｂ_jの他方側の端部が、軸部材ＸＣ２_1,jにより、連接部材２６２Ｃ_O,jに対して回転可能に接続されている。また、指先部２２３Ｂ_jの一方側の端部が、軸部材ＸＣ２_2,jにより、連接部材２７２Ｃ_O,jに対して回転可能に接続されている。

【0147】

連接部材２６２Ｃ_I,j及び連接部材２７２Ｃ_I,jは、軸部材ＸＣ２_I,jにより、回転可能に接続されている。当該軸部材ＸＣ２_I,jは、規制部材２８２Ｃ_jに形成されたガイド溝ＧＣ２_I,jに係合するようになっている。指基部２２２Ｂ_jの他方側の端部が、軸部材ＸＣ２_1,jにより、連接部材２６２Ｃ_I,jに対して回転可能に接続されている。また、指先部２２３Ｂ_jの一方側の端部が、軸部材ＸＣ２_2,jにより、連接部材２７２Ｃ_I,jに対して回転可能に接続されている。

【0148】

ベローズ２４２_O,j，２４２_I,jの膨縮に従って、連接部材２６２Ｃ_O,j及び連接部材２７２Ｃ_O,jが、ガイド溝ＧＣ２_O,jによって移動が規制された軸部材ＸＣ２_O,jを軸にして相互に回転し、連接部材２６２Ｃ_I,j及び連接部材２７２Ｃ_I,jが、ガイド溝ＧＣ２_I,jによって移動が規制された軸部材ＸＣ２_I,jを軸にして相互に回転する。これに連動して、連接部材２６２Ｃ_O,j及び連接部材２６２Ｃ_I,jは、指基部２２２Ｂ_jに対して回転し、連接部材２７２Ｃ_O,j及び連接部材２７２Ｃ_I,jは、指先部２２３Ｂ_jに対して回転する。なお、第３実施形態における第１及び第２関節機構を、両側ベローズの「パンタグラフ型関節機構」ともいう。

【0149】

＜動作＞
以上のようにして構成されたロボットハンド１００Ｃの動作について、指部１４０Ｃ_jの対象物の把持運動の動作に主に着目して説明する。

【0150】

《把持動作（その１）
当初においては、調整制御部２８０Ｂによるベローズ２４１_O,j，２４１_I,j，２４２_O,j，２４２_I,j内の空気圧調整は行われておらず、大気開放となっているものとする。

【0151】

対象物の把持を行うに際して、支持装置により、ロボットハンド１００Ｂが、対象物の近傍に位置するように移動する。こうした状態で、調整制御部２８０Ｂが、外側ベローズ２４１_O,jへの空気の強制的供給を行い、内側ベローズ２４１_I,jからの空気の強制的排出を行うための制御を行う。かかる制御を行うと、外側ベローズ２４１_O,j内の空気圧が上昇する。外側ベローズ２４１_O,j内の空気圧が上昇すると、当該外側ベローズ２４１_O,jが膨張する。また。かかる制御を行うと、内側ベローズ２４１_I,j内の空気圧が下降する。内側ベローズ２４１_I,j内の空気圧が下降すると、当該内側ベローズ２４１_I,jが収縮する。

【0152】

こうして外側ベローズ２４１_O,jが膨張し、内側ベローズ２４１_I,jが収縮すると、外側ベローズ２４１_O,j及び内側ベローズ２４１_I,jが、第１関節機構を内側に屈曲させる力を発生する。当該力により、図１９に示されるように、第１リンク部２２１Ｂ_jと指基部２２２Ｂ_jとが近づくように、規制部材２８１Ｃ_jによる規制のもとで、連接部材２６１Ｃ_I,j，２６１Ｃ_O,j，２７１Ｃ_I,j，２７１Ｃ_O,jが相互に回転し、連接部材２６１Ｃ_I,j，２６１Ｃ_O,j，２７１Ｃ_I,j，２７１Ｃ_O,jの長板状の部材が延びる方向が略平行になるとともに、これらの連接部材と、規制部材２８１Ｃ_jが延びる方向とが略平行となる。これにより、第１リンク部２２１Ｂ_jと指基部２２２Ｂ_jと間の距離が短くなり、関節間距離が短くなった状態で、第１関節機構が内側に屈曲する。

【0153】

引き続き、調整制御部２８０Ｂが、外側ベローズ２４２_O,jへの空気の強制的供給を行い、内側ベローズ２４２_I,jからの空気の強制的排出を行うための制御を行う。かかる制御を行うと、外側ベローズ２４２_O,j内の空気圧が上昇する。外側ベローズ２４２_O,j内の空気圧が上昇すると、当該外側ベローズ２４２_O,jが膨張する。また。かかる制御を行うと、内側ベローズ２４２_I,j内の空気圧が下降する。内側ベローズ２４２_I,j内の空気圧が下降すると、当該内側ベローズ２４２_I,jが収縮する。

【0154】

こうして外側ベローズ２４２_O,jが膨張し、内側ベローズ２４２_I,jが収縮すると、外側ベローズ２４２_O,j及び内側ベローズ２４２_I,jが、第２関節機構を内側に屈曲させる力を発生する。当該力により、指基部２２２Ｂ_jと指先部２２３Ｂ_jとが近づくように、規制部材２８２Ｃ_jによる規制のもとで、連接部材２６２Ｃ_I,j，２６２Ｃ_O,j，２７２Ｃ_I,j，２７２Ｃ_O,jが相互に回転し、連接部材２６２Ｃ_I,j，２６２Ｃ_O,j，２７２Ｃ_I,j，２７２Ｃ_O,jの長板状の部材が延びる方向が略平行になるとともに、これらの連接部材と、規制部材２８２Ｃ_jが延びる方向とが略平行となる。これにより、指基部２２２Ｂ_jと指先部２２３Ｂ_jと間の距離が短くなり、関節間距離が短くなった状態で、第２関節機構が内側に屈曲する。このように、第１関節機構が内側に屈曲し、第２関節機構が内側に屈曲するため、相対的に小さな対象物を外側から掴むようにして、把持することができる。

【0155】

この結果、パンタグラフ型の第１及び第２関節機構の関節間距離が短くなった４本の指部１４０Ｃ₁，１４０Ｃ₂，１４０Ｃ₃，１４０Ｃ₄が、対象物を把持する。なお、図１９では、対象物の図示を省略している。

【0156】

《把持動作（その２）》
当初においては、調整制御部２８０Ｂによるベローズ２４１_O,j，２４１_I,j，２４２_O,j，２４２_I,j内の空気圧調整は行われておらず、大気開放となっているものとする。

【0157】

把持に際して、支持装置により、ロボットハンド１００Ｂが、対象物の近傍に移動する。こうした状態で、調整制御部２８０Ｂが、外側ベローズ２４１_O,jへの空気の強制的供給を行い、内側ベローズ２４１_I,jからの空気の強制的排出を行うための制御を行う。かかる制御により、上述した第３実施形態における把持動作（その１）で説明したように、第１リンク部２２１Ｂ_jと指基部２２２Ｂ_jと間の距離が短くなった状態で、第１関節機構が内側に屈曲する。

【0158】

引き続き、調整制御部２８０Ｂが、外側ベローズ２４２_O,jからの空気の強制的排出を行い、内側ベローズ２４２_I,jへの空気の強制的供給を行うための制御を行う。かかる制御を行うと、外側ベローズ２４２_O,j内の空気圧が下降する。外側ベローズ２４２_O,j内の空気圧が下降すると、当該外側ベローズ２４２_O,jが収縮する。また。かかる制御を行うと、内側ベローズ２４２_I,j内の空気圧が上昇する。内側ベローズ２４２_I,j内の空気圧が上昇すると、当該内側ベローズ２４２_I,jが膨張する。

【0159】

こうして外側ベローズ２４２_O,jが収縮し、内側ベローズ２４２_I,jが膨張すると、外側ベローズ２４２_O,j及び内側ベローズ２４２_I,jが、第２関節機構を外側に屈曲させる力を発生する。当該力により、指基部２２２Ｂ_jと指先部２２３Ｂ_jとが近づくように、規制部材２８２Ｃ_jによる規制のもとで、連接部材２６２Ｃ_I,j，２６２Ｃ_O,j，２７２Ｃ_I,j，２７２Ｃ_O,jが相互に回転し、連接部材２６２Ｃ_I,j，２６２Ｃ_O,j，２７２Ｃ_I,j，２７２Ｃ_O,jの長板状の部材が延びる方向が略平行になるとともに、これらの連接部材と、規制部材２８２Ｃ_jが延びる方向とが略平行となる。これにより、指基部２２２Ｂ_jと指先部２２３Ｂ_jと間の距離が短くなり、関節間距離が短くなった状態で、第２関節機構が外側に屈曲する。このように、第１関節機構が内側に屈曲し、第２関節機構が外側に屈曲する。このため、例えば、空の牛乳瓶を持ち上げるに際し、第２関節機構を外側に屈曲させていない状態で、瓶の飲み口の内側に指先部２２３Ｂ_jを挿入し、その後、第２関節機構を外側に屈曲させることで、指先部２２３Ｂ_jを返し、瓶の内側に当該指先部２２３Ｂ_jを引っ掛け、当該瓶を持ち上げることができる。

【0160】

この結果、パンタグラフ型の第１及び第２関節機構の関節間距離が短くなった４本の指部１４０Ｃ₁，１４０Ｃ₂，１４０Ｃ₃，１４０Ｃ₄が、対象物を把持する。なお、図２０では、対象物の図示を省略している。

【0161】

以上説明したように、第３実施形態では、調整制御部２８０Ｂの制御により、外側ベローズ２４１_O,jが膨張し、内側ベローズ２４１_I,jが収縮すると、外側ベローズ２４１_O,j及び内側ベローズ２４１_I,jが、第１関節機構を内側に屈曲させる力を発生する。当該力により、第１リンク部２２１Ｂ_jと指基部２２２Ｂ_jとの間の距離が短くなり、関節間距離が短くなった状態で、第１関節機構が内側に屈曲する。次に、調整制御部２８０Ｂの制御により、外側ベローズ２４２_O,jが膨張し、内側ベローズ２４２_I,jが収縮すると、外側ベローズ２４２_O,j及び内側ベローズ２４２_I,jが、第２関節機構を内側に屈曲させる力を発生する。当該力により、指基部２２２Ｂ_jと指先部２２３Ｂ_jと間の距離が短くなり、関節間距離が短くなった状態で、第２関節機構が内側に屈曲する。

【0162】

このため、パンタグラフ型関節機構における関節間距離が短くなった指部１４０Ｃ_jによって、相対的に小さな対象物を把持することができる。当該把持動作は、物を外側から掴むのに適している。

【0163】

また、第３実施形態では、外側ベローズ２４１_O,jへの空気の強制的供給、及び、内側ベローズ２４１_I,jからの空気の強制的排出が行われて、第１関節機構の関節間距離が短くなり、内側に屈曲している状態で、調整制御部２８０Ｂの制御により、外側ベローズ２４２_O,jが収縮し、内側ベローズ２４２_I,jが膨張すると、外側ベローズ２４２_O,j及び内側ベローズ２４２_I,jが、第２関節機構を外側に屈曲させる力を発生する。当該力により、指基部２２２Ｂ_jと指先部２２３Ｂ_jと間の距離が短くなり、関節間距離が短くなった状態で、第２関節機構が外側に屈曲する。

【0164】

このため、指部１４０Ｃ_jの第２関節機構を外側に屈曲させることが出来るため、例えば、第２関節機構を外側に屈曲させる前に、牛乳瓶の飲み口の内側に指先部２２３Ｂ_jを挿入し、その後、第２関節機構を外側に屈曲させて指先部２２３Ｂ_jを返し、瓶の内側に当該指先部２２３Ｂ_jを引っ掛けて、当該瓶を持ち上げたりすることができる。

【0165】

このように、第３実施形態に係るロボットハンド１００Ｃの関節は、関節軸方式のハンドでありながら、ベローズの伸縮に応じて、第１リンク部２２１Ｂ_jと指基部２２２Ｂ_jとの間の距離、指基部２２２Ｂ_jと指先部２２３Ｂ_jとの間の距離が伸縮することを許容するパンタグラフ機構となっている。

【0166】

したがって、第３実施形態によれば、上述した第１及び第２実施形態と同様に、対象物の把持に際して、指部が適切に運動を行うことができる。

【0167】

［実施形態の変形］
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。

【0168】

例えば、上記の第１～第３実施形態では、第２リンク部は、指基部及び指先部の２つのリンクから構成されるとした。これに対し、第２リンク部は、１つのリンクから構成されるようにしてもよいし、３つ以上のリンクから構成されるようにしてもよい。

【0169】

また、上記の第１～第３実施形態では、４本の指部を備えるようにしたが、指部の数は１本～３本であってもよいし、５本以上であってもよい。

【0170】

また、上記の第１実施形態では、１つの関節機構に１つのベローズを用意したが、１つの関節機構に２以上のベローズを用意するようにしてもよい。

【0171】

また、上記の第２及び第３実施形態では、１つの関節機構に２つのベローズを用意したが、１つの関節機構に３以上のベローズを用意するようにしてもよい。

【0172】

本発明のロボットハンドは、第１実施形態に係る関節機構、第２実施形態に係る関節機構及び第３実施形態に係る関節機構を任意に組み合せたロボットハンドであってもよいことは勿論である。

【0173】

また、上記の第１～第３実施形態では、ベローズの膨縮によって関節運動を行う力を発生させたが、ベローズ以外のアクチュエータによって、関節運動を行う力を発生させるようにしてもよい。

【0174】

また、第１実施形態に係るロボットハンドについて、各指部における第１リンク部と、取付部材とが一体成形されていてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0175】

以上説明したように、本発明のロボットハンドは、対象物を把持するロボットハンドに適用することができる。

【符号の説明】

【0176】

１００Ａ～１００Ｃ…ロボットハンド、１１０Ａ～１１０Ｃ…ハンド部、１２０Ａ，１２０Ｂ…ベース部材、１３０Ａ…取付部材、１４０Ａ_j～１４０Ｃ_j（ｊ＝１，…，４）…指部、２２１_j，２２１Ｂ_j…第１リンク部、２２２_j，２２２Ｂ_j…指基部（第２リンク部の一部）、２２３_j，２２３Ｂ_j…指先部（第２リンク部の一部）、２４１_j，２４２_j，２４１_O,j，２４１_I,j，２４２_O,j，２４２_I,j…ベローズ、２５１_j，２５２_j，２５１_O,j，２５１_I,j，２５２_O,j，２５２_I,j…配管、２６１Ｂ_j，２６２Ｂ_j，２７１Ｂ_j，２７２Ｂ_j，２６１Ｃ_O,j，２６１Ｃ_I,j，２６２Ｃ_O,j，２６２Ｃ_I,j，２７１Ｃ_O,j，２７１Ｃ_I,j，２７２Ｃ_O,j，２７２Ｃ_I,j…連接部材、２８１Ｃ_j，２８２Ｃ_j…規制部材、２８０Ａ，２８０Ｂ…調整制御部、２８１…加圧ポンプ、２８２…減圧ポンプ、２８３Ａ…電気－空気圧制御弁、２８４Ａ…制御部、２８５，２８６…配管、ＡＸ１_j…軸部材（第１軸部材）、ＡＸ２_j…軸部材（第２軸部材）、ＧＣ１_j…ガイド溝（第１ガイド溝）、ＧＣ２_j…ガイド溝（第２ガイド溝）、ＧＣ１_O,j，ＧＣ１_I,j，ＧＣ２_O,j，ＧＣ２_I,j…ガイド溝、ＸＢ１_1,j，ＸＢ１_2,j，ＸＢ１_3,j，ＸＢ２_1,j，ＸＢ２_2,j，ＸＢ２_3,j，ＸＣ１_1,j，ＸＣ１_2,j，ＸＣ１_O,j，ＸＣ１_I,j，ＸＣ２_1,j，ＸＣ２_2,j，ＸＣ２_O,j，ＸＣ２_I,j…軸部材、ＪＴＡ１_j，ＪＴＢ１_j，ＪＴＣ１_j…第１関節機構、ＪＴＡ２_j，ＪＴＢ２_j，ＪＴＣ２_j…第２関節機構

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】