(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】P2024128253
(43)【公開日】2024-09-24
(54)【発明の名称】ロボットの指操作装置及びロボットの指操作方法
(51)【国際特許分類】
B25J 15/10 20060101AFI20240913BHJP
【ＦＩ】
B25J15/10
【審査請求】有
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023037129
(22)【出願日】2023-03-10
(71)【出願人】
【識別番号】000227205
【氏名又は名称】ＮＥＣプラットフォームズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100149548
【弁理士】
【氏名又は名称】松沼 泰史
(74)【代理人】
【識別番号】100181135
【弁理士】
【氏名又は名称】橋本 隆史
(72)【発明者】
【氏名】庄司 和正
【テーマコード（参考）】
3C707
【Ｆターム（参考）】
3C707DS01
3C707ES06
3C707ES07
3C707ES09
3C707ET01
3C707EU07
3C707EU11
3C707EU19
3C707HS27
(57)【要約】
【課題】指の間隔を広げたり狭めたりする動作を、機械的かつ同期するように行わせるロボット装置およびその指操作方法を提供する。
【解決手段】互いに平行に、かつ一の直線上に並べて配置された基端中心軸１Ａ～３Ａにそれぞれ基端部が支持された第１～第３指部材１～３と、第１指部材１の基端部から先端方向へ移動自在に設けられ、基端中心軸１Ａと平行な連動中心軸４と、該連動中心軸４に一端が回転自在に連結され、他端が第２指部材２に回転自在に連結された第１リンクＬ１と、連動中心軸４に一端が回転自在に連結され、他端が第３指部材３に回転自在に連結された第２リンクＬ２と、連動中心軸４を移動させることで、第１、第２リンクＬ１、Ｌ２を介して指部材１～３を連動中心軸４を中心として回動させる駆動機構５とを有する。
【選択図】図１
【解決手段】互いに平行に、かつ一の直線上に並べて配置された基端中心軸１Ａ～３Ａにそれぞれ基端部が支持された第１～第３指部材１～３と、第１指部材１の基端部から先端方向へ移動自在に設けられ、基端中心軸１Ａと平行な連動中心軸４と、該連動中心軸４に一端が回転自在に連結され、他端が第２指部材２に回転自在に連結された第１リンクＬ１と、連動中心軸４に一端が回転自在に連結され、他端が第３指部材３に回転自在に連結された第２リンクＬ２と、連動中心軸４を移動させることで、第１、第２リンクＬ１、Ｌ２を介して指部材１～３を連動中心軸４を中心として回動させる駆動機構５とを有する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
互いに平行に、かつ一の直線上に並べて配置された基端中心軸にそれぞれ基端部が支持された第１、第２、第３指部材と、
前記第１指部材の基端部から先端方向へ移動自在に設けられ、前記基端中心軸と平行な連動中心軸と、
該連動中心軸に一端が回転自在に連結され、他端が前記第２指部材に回転自在に連結された第１リンクと、
前記連動中心軸に一端が回転自在に連結され、他端が前記第３指部材に回転自在に連結された第２リンクと、
前記連動中心軸を移動させることで、前記第１及び第２リンクを介して前記第１～第３指部材を、前記基端中心軸を中心として回動させる駆動機構と、を有することを特徴とするロボットの指操作装置。
前記第１指部材の基端部から先端方向へ移動自在に設けられ、前記基端中心軸と平行な連動中心軸と、
該連動中心軸に一端が回転自在に連結され、他端が前記第２指部材に回転自在に連結された第１リンクと、
前記連動中心軸に一端が回転自在に連結され、他端が前記第３指部材に回転自在に連結された第２リンクと、
前記連動中心軸を移動させることで、前記第１及び第２リンクを介して前記第１～第３指部材を、前記基端中心軸を中心として回動させる駆動機構と、を有することを特徴とするロボットの指操作装置。
【請求項2】
前記第１指部材の一方の側に第２指部材を配置し、前記第１指部材の他方の側に第３指部材を配置することを特徴とする請求項１に記載のロボットの指操作装置。
【請求項3】
前記第３指部材の前記第１指部材と反対の側にさらに設けた基端中心軸に基端部が支持された第４指部材と、
該第４指部材に一端が回転自在に連結され、他端が前記第１～第３指部材のいずれに回転自在に連結された第３リンクを有することを特徴とする請求項２に記載のロボットの指操作装置。
該第４指部材に一端が回転自在に連結され、他端が前記第１～第３指部材のいずれに回転自在に連結された第３リンクを有することを特徴とする請求項２に記載のロボットの指操作装置。
【請求項4】
前記第４指部材の基端中心軸は、前記第１～第３指部材が並ぶ直線からずれた位置に配置され、
前記第３リンクは、回転自在に支持された一端と他端との間の部分で軸を中心に回転自在に構成されることを特徴とする請求項３に記載のロボットの指操作装置。
前記第３リンクは、回転自在に支持された一端と他端との間の部分で軸を中心に回転自在に構成されることを特徴とする請求項３に記載のロボットの指操作装置。
【請求項5】
前記駆動機構は、駆動モータと、該駆動モータにより回転駆動されるプーリと、該プーリに巻回されたワイヤとを有しており、該ワイヤの巻取り又は送出しにより、前記第１指部材上の長さ方向に沿って前記連動中心軸を移動させることで、前記基端中心軸を中心として前記第１指部材の両側の指部材を回動させることを特徴とする請求項１に記載のロボットの指操作装置。
【請求項6】
前記プーリは同軸に配置された指オープン用プーリと、指クローズ用プーリとを有し、
前記駆動モータは、前記駆動モータを正転させて前記指オープン用プーリに巻回される第１ワイヤを巻き取ることで、前記連動中心軸を一方の方向に移動させて前記複数の指部材の間隔を広げ、また、前記駆動モータを逆転させて前記指クローズ用プーリに巻回される第２ワイヤを巻き取ることで、前記連動中心軸を他方の方向に移動させて前記複数の指部材の間隔を狭めることを特徴とする請求項５に記載のロボットの指操作装置。
前記駆動モータは、前記駆動モータを正転させて前記指オープン用プーリに巻回される第１ワイヤを巻き取ることで、前記連動中心軸を一方の方向に移動させて前記複数の指部材の間隔を広げ、また、前記駆動モータを逆転させて前記指クローズ用プーリに巻回される第２ワイヤを巻き取ることで、前記連動中心軸を他方の方向に移動させて前記複数の指部材の間隔を狭めることを特徴とする請求項５に記載のロボットの指操作装置。
【請求項7】
前記駆動機構の第１及び第２ワイヤは、中指に該当する指部材を前記第１指部材として設定し、かつ当該指部材内の連動中心軸に接続されていることを特徴とする請求項６に記載のロボットの指操作装置。
【請求項8】
前記駆動機構の第１及び第２ワイヤは、薬指に該当する指部材を前記第１指部材として設定し、かつ当該指部材内の連動中心軸に接続されていることを特徴とする請求項６に記載のロボットの指操作装置。
【請求項9】
前記駆動機構の第１及び第２ワイヤは、人差し指、小指等の指部材に直接接続されていることを特徴とする請求項６に記載のロボットの指操作装置。
【請求項10】
互いに平行に、かつ一の直線上に並べて配置された基端中心軸にそれぞれ基端部が支持された第１、第２、第３指部材のうち、前記第１指部材の前記基端部から先端方向へ連動中心軸を移動させる工程と、
該連動中心軸に対して第１リンクの一端を回転させながら、その他端を前記第２指部材に対して回転させることにより、前記第１指部材と第２指部材と互いに間隔を狭めあるいは広げる方向へ回転させる工程と、
前記連動中心軸に対して第２リンクの一端を回転させながら、その他端を前記第３指部材に対して回転させることにより、前記第１指部材と第３指部材とを互いに間隔を狭めあるいは広げる方向へ回転させる工程と、
前記連動中心軸を移動させることで、前記第１及び第２リンクを介して前記第１～第３指部材を、前記基端中心軸を中心として回動させる工程と、を有することを特徴とするロボットの指操作方法。
該連動中心軸に対して第１リンクの一端を回転させながら、その他端を前記第２指部材に対して回転させることにより、前記第１指部材と第２指部材と互いに間隔を狭めあるいは広げる方向へ回転させる工程と、
前記連動中心軸に対して第２リンクの一端を回転させながら、その他端を前記第３指部材に対して回転させることにより、前記第１指部材と第３指部材とを互いに間隔を狭めあるいは広げる方向へ回転させる工程と、
前記連動中心軸を移動させることで、前記第１及び第２リンクを介して前記第１～第３指部材を、前記基端中心軸を中心として回動させる工程と、を有することを特徴とするロボットの指操作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、人の手の動きに近似して、指の間隔を広げたり狭めたりを同期して行うことが可能なロボットの指操作装置及びロボットの指操作方法に関する。
【背景技術】
【0002】
この種のロボットの指操作装置として特許文献１が知られている。
特許文献１に示されるロボットでは、４本の指の先の離間距離を変化させるエンドエフェクタが設けられている。
このエンドエフェクタでは、掌の開閉の動作を行う駆動部の変化の度合いを検出するエンコーダの検出値に基づき、４本の指を同期させつつ開閉動作させている。
特許文献１に示されるロボットでは、４本の指の先の離間距離を変化させるエンドエフェクタが設けられている。
このエンドエフェクタでは、掌の開閉の動作を行う駆動部の変化の度合いを検出するエンコーダの検出値に基づき、４本の指を同期させつつ開閉動作させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１９－４２８３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、特許文献１に示される指操作装置では、指先の離間距離を変化させるエンドエフェクタについての記載があるが、これについての具体的な構成が示されておらず、この点において新たな技術提供が期待されていた。
【0005】
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、人の手の動きに近似して、指の間隔を広げたり狭めたりする動作を、機械的かつ同期するように行わせることが可能なロボットの指操作装置及びロボットの指操作方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の第１態様に示されるロボットの指操作装置では、互いに平行に、かつ一の直線上に並べて配置された基端中心軸にそれぞれ基端部が支持された第１、第２、第３指部材と、前記第１指部材の前記基端部から先端方向へ移動自在に設けられ、前記基端中心軸と平行な連動中心軸と、該連動中心軸に一端が回転自在に連結され、他端が前記第２指部材に回転自在に連結された第１リンクと、前記連動中心軸に一端が回転自在に連結され、他端が前記第３指部材に回転自在に連結された第２リンクと、前記連動中心軸を移動させることで、前記第１及び第２リンクを介して前記第１～第３指部材を、前記基端中心軸を中心として回動させる駆動機構と、を有することを特徴とする。
本発明の第１態様に示されるロボットの指操作装置では、互いに平行に、かつ一の直線上に並べて配置された基端中心軸にそれぞれ基端部が支持された第１、第２、第３指部材と、前記第１指部材の前記基端部から先端方向へ移動自在に設けられ、前記基端中心軸と平行な連動中心軸と、該連動中心軸に一端が回転自在に連結され、他端が前記第２指部材に回転自在に連結された第１リンクと、前記連動中心軸に一端が回転自在に連結され、他端が前記第３指部材に回転自在に連結された第２リンクと、前記連動中心軸を移動させることで、前記第１及び第２リンクを介して前記第１～第３指部材を、前記基端中心軸を中心として回動させる駆動機構と、を有することを特徴とする。
【0007】
本発明の第２態様に示されるロボットの指操作方法では、互いに平行に、かつ一の直線上に並べて配置された基端中心軸にそれぞれ基端部が支持された第１、第２、第３指部材のうち、前記第１指部材の前記基端部から先端方向へ連動中心軸を移動させる工程と、該連動中心軸に対して第１リンクの一端を回転させながら、その他端を前記第２指部材に対して回転させることにより、第１指部材と第２指部材と互いに間隔を狭めあるいは広げる方向へ回転させる工程と、前記連動中心軸に対して第２リンクの一端を回転させながら、その他端を前記第３指部材に対して回転させることにより、前記第１指部材と第３指部材とを互いに間隔を狭めあるいは広げる方向へ回転させる工程と、前記連動中心軸を移動させることで、前記第１及び第２リンクを介して前記第１～第３指部材を、前記基端中心軸を中心として回動させる工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
本発明では、指の間隔を広げたり狭めたりする動作を、リンクを用いた簡易な構成で機械的かつ同期するように行わせることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本発明に係るロボット指操作装置の最小構成を示す概略構成図である。
【図2】本発明の実施形態に係るロボット指操作装置を手の甲側から視た斜視図である。
【図8】（Ａ）はロボット指操作装置において指間隔を狭めた状態を示す図、（Ｂ）は図（Ａ）において符号Ｂで示す箇所の拡大図である。
【図9】駆動機構のプーリを示す斜視図である。
【図10】（Ａ）はロボット指操作装置において指間隔を広げた状態を示す図、（Ｂ）は図（Ａ）において符号Ｂで示す箇所の拡大図である。
【図11】リンク機構を詳細に示す図である。
【図13】本実施形態に係るワイヤによる動作を説明するための図であって、（Ａ）は指間隔を広げた状態を示す図、（Ｂ）は指間隔を狭めた状態を示す図である。
【図14】変形例１に係るワイヤによる動作を説明するための図であって、（Ａ）は指間隔を広げた状態を示す図、（Ｂ）は指間隔を狭めた状態を示す図である。
【図15】変形例２に係るワイヤによる動作を説明するための図であって、（Ａ）は指間隔を広げた状態を示す図、（Ｂ）は指間隔を狭めた状態を示す図である。
【図16】変形例３に係るワイヤによる動作を説明するための図であって、（Ａ）は指間隔を広げた状態を示す図、（Ｂ）は指間隔を狭めた状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本発明に係るロボット指操作装置１００の最小構成について図１を参照して説明する。
このロボット指操作装置１００は、親指Ｕ５、人差し指Ｕ２、中指Ｕ１、薬指Ｕ３及び小指Ｕ４からなる指部材（本例では右手）において、「人差し指Ｕ２、中指Ｕ１、薬指Ｕ３」という３本に適用されている。
なお、これら指において、中指Ｕ１は第１指部材となる指部材１、人差し指Ｕ２は第２指部材となる指部材２、及び薬指Ｕ３は第３指部材となる指部材３で構成されている。
このロボット指操作装置１００は、親指Ｕ５、人差し指Ｕ２、中指Ｕ１、薬指Ｕ３及び小指Ｕ４からなる指部材（本例では右手）において、「人差し指Ｕ２、中指Ｕ１、薬指Ｕ３」という３本に適用されている。
なお、これら指において、中指Ｕ１は第１指部材となる指部材１、人差し指Ｕ２は第２指部材となる指部材２、及び薬指Ｕ３は第３指部材となる指部材３で構成されている。
【0011】
これら指部材１～３は、互いに平行にかつ一の直線上に並べて配置された基端中心軸１Ａ～３Ａにそれぞれ基端部が支持されている。
第１指部材となる指部材１には、基端部から先端方向へ沿う指長さ方向（矢印Ｍ１－Ｍ２方向）に移動自在でありかつ基端中心軸１Ａと平行な連動中心軸４が設けられている。
第１指部材となる指部材１には、基端部から先端方向へ沿う指長さ方向（矢印Ｍ１－Ｍ２方向）に移動自在でありかつ基端中心軸１Ａと平行な連動中心軸４が設けられている。
【0012】
この連動中心軸４には第１リンクＬ１が設けられている。この第１リンクＬ１は連動中心軸４に一端が回転自在に連結され、他端が第２指部材となる指部材２に回転自在に連結されている。
また、この連動中心軸４には第２リンクＬ２が設けられている。この第２リンクＬ２は連動中心軸４に一端が回転自在に連結され、他端が第３指部材となる指部材３に回転自在に連結されている。
また、これら指部材１～３には、連動中心軸４を移動させることで、第１リンクＬ１及び第２リンクＬ２を介して指部材１～３を、連動中心軸４を中心として回動させる駆動機構５が設けられている。
また、この連動中心軸４には第２リンクＬ２が設けられている。この第２リンクＬ２は連動中心軸４に一端が回転自在に連結され、他端が第３指部材となる指部材３に回転自在に連結されている。
また、これら指部材１～３には、連動中心軸４を移動させることで、第１リンクＬ１及び第２リンクＬ２を介して指部材１～３を、連動中心軸４を中心として回動させる駆動機構５が設けられている。
【0013】
そして、以上のように構成された本発明のロボット指操作装置１００によれば、第１リンクＬ１及び第２リンクＬ２の長さを最適値に設定の上、駆動機構５により指部材１上の連動中心軸４を移動させることで、これらリンクＬ１，Ｌ２を介して、連動中心軸４を中心として指部材１～３を互いに連動させつつ回動させることができる。
これにより本発明のロボット指操作装置１００では、指の間隔を広げたり狭めたりする動作を、リンクＬ１，Ｌ２を用いた簡易な構成で、機械的かつ同期するように行わせることが可能となる。
これにより本発明のロボット指操作装置１００では、指の間隔を広げたり狭めたりする動作を、リンクＬ１，Ｌ２を用いた簡易な構成で、機械的かつ同期するように行わせることが可能となる。
【0014】
（実施形態）
本発明の実施形態に係るロボット指操作装置１０１について図２～図１２を参照して説明する。
なお、このロボット指操作装置１０１は、図２～図７に示されるように中指Ｕ１、人差し指Ｕ２、薬指Ｕ３、小指Ｕ４及び親指Ｕ５からなる指部材について示されている。
また、これら指において、中指Ｕ１は第１指部材となる指部材１１、人差し指Ｕ２は第２指部材となる指部材１２、薬指Ｕ３は第３指部材となる指部材１３、小指Ｕ４は第４指部材となる指部材１４、及び親指Ｕ５は第５指部材となる指部材１５により構成されている。
本発明の実施形態に係るロボット指操作装置１０１について図２～図１２を参照して説明する。
なお、このロボット指操作装置１０１は、図２～図７に示されるように中指Ｕ１、人差し指Ｕ２、薬指Ｕ３、小指Ｕ４及び親指Ｕ５からなる指部材について示されている。
また、これら指において、中指Ｕ１は第１指部材となる指部材１１、人差し指Ｕ２は第２指部材となる指部材１２、薬指Ｕ３は第３指部材となる指部材１３、小指Ｕ４は第４指部材となる指部材１４、及び親指Ｕ５は第５指部材となる指部材１５により構成されている。
【0015】
これら指部材１１～１４のそれぞれは、例えば図２～図３の指部材１４に示すように、３軸からなる連結軸１６を介して回転自在に連結された複数の構成部材１４ａ～１４ｄ（図３参照）から構成され、かつ各指の指関節駆動モータ５０により駆動される構造であるが、既知の技術であるため詳細な説明は省略する。
また、親指Ｕ５となる指部材１５は、２軸からなる連結軸５１を介して回転自在に連結された複数の構成部材１５ａ～１５ｃから構成され、かつ指関節駆動モータ５２により駆動される構造であるが（図３参照）、その技術も既知であり詳細な説明は省略する。
また、親指Ｕ５となる指部材１５は、２軸からなる連結軸５１を介して回転自在に連結された複数の構成部材１５ａ～１５ｃから構成され、かつ指関節駆動モータ５２により駆動される構造であるが（図３参照）、その技術も既知であり詳細な説明は省略する。
【0016】
これら指部材１１～１５は、図２～図７に示されるように基台１０上に設置された基端中心軸１１Ａ～１５Ａにそれぞれの基端部が支持されている。
また、これらの指部材１１～１５の基端中心軸１１Ａ～１５Ａは基台１０上にて互いが平行に配置されるとともに、これらの中で、基端中心軸１１Ａ～１３Ａは一直線上（図１２に符号Ｓで示す）に並べて配置されている。
また、これらの指部材１１～１５において、指部材１１は基端中心軸１１Ａに支持されるものの、基台１０に対して回転せず固定的に設けられている。
また、指部材１１以外の指部材１２～１５は、基台１０上の基端中心軸１２Ａ～１５Ａに回転可能に支持されている。
また、小指Ｕ４となる指部材１４において基端中心軸１４Ａを挟んだ反対側の下部位置には、リンク機構２０及び３０（後述する）を経由して指部材１１～１４の全体を操作するための操作片１９が設けられているが、これについては以下の変形例２及び３（図１５及び図１６参照）にて詳述する。
また、これらの指部材１１～１５の基端中心軸１１Ａ～１５Ａは基台１０上にて互いが平行に配置されるとともに、これらの中で、基端中心軸１１Ａ～１３Ａは一直線上（図１２に符号Ｓで示す）に並べて配置されている。
また、これらの指部材１１～１５において、指部材１１は基端中心軸１１Ａに支持されるものの、基台１０に対して回転せず固定的に設けられている。
また、指部材１１以外の指部材１２～１５は、基台１０上の基端中心軸１２Ａ～１５Ａに回転可能に支持されている。
また、小指Ｕ４となる指部材１４において基端中心軸１４Ａを挟んだ反対側の下部位置には、リンク機構２０及び３０（後述する）を経由して指部材１１～１４の全体を操作するための操作片１９が設けられているが、これについては以下の変形例２及び３（図１５及び図１６参照）にて詳述する。
【0017】
第１指部材となる指部材１１には、図８及び図１０に示すように、基端部と先端部との間で矢印Ｍ１－Ｍ２方向に移動自在でありかつ基端中心軸１１Ａと平行な連動中心軸１７が設けられている。
この連動中心軸１７は、指部材１１の基端部から先端方向へ延びかつ該指部材１１の長さ方向（矢印Ｍ１－Ｍ２方向）に沿う長孔１８内で移動自在であり、該長孔１８に沿って矢印Ｍ１又は矢印Ｍ２方向に移動することで、リンク機構２０及び３０を介しかつ指部材１１を中心として指部材１２～１４の間隔を広げたり狭めたりする動作を行わせる。
また、この連動中心軸１７は、図８及び図１０に示すように駆動機構４０の駆動モータ４１、プーリ４２及びワイヤ４３を介して長孔１８内にて矢印Ｍ１－Ｍ２方向に移動させられ、これによって上述した指部材１１を中心として指部材１２～１５の間隔を広げる／狭める動作を行わせる（後述する）。
この連動中心軸１７は、指部材１１の基端部から先端方向へ延びかつ該指部材１１の長さ方向（矢印Ｍ１－Ｍ２方向）に沿う長孔１８内で移動自在であり、該長孔１８に沿って矢印Ｍ１又は矢印Ｍ２方向に移動することで、リンク機構２０及び３０を介しかつ指部材１１を中心として指部材１２～１４の間隔を広げたり狭めたりする動作を行わせる。
また、この連動中心軸１７は、図８及び図１０に示すように駆動機構４０の駆動モータ４１、プーリ４２及びワイヤ４３を介して長孔１８内にて矢印Ｍ１－Ｍ２方向に移動させられ、これによって上述した指部材１１を中心として指部材１２～１５の間隔を広げる／狭める動作を行わせる（後述する）。
【0018】
次に、図８及び図１０～図１２を参照してリンク機構２０及びリンク機構３０について説明する。
リンク機構２０は、図１１及び図１２に詳細に示されるようにリンク部材２１及び２２からなる。
リンク部材２１は一端が長孔１８に沿って移動する連動中心軸１７に軸支され、かつ他端が、人差し指Ｕ２に相当する指部材１２の中心位置から外れた箇所にある支持軸２３に軸支されている。
また、リンク部材２２は一端が長孔１８に沿って移動する連動中心軸１７に軸支され、かつ他端が、薬指Ｕ３に相当する指部材１３の中心位置から外れた箇所にある支持軸２４に軸支されている。
なお、リンク機構２０において、リンク部材２１及びリンク部材２２は図１に示す第１リンクＬ１、第２リンクＬ２にそれぞれ該当する。
リンク機構２０は、図１１及び図１２に詳細に示されるようにリンク部材２１及び２２からなる。
リンク部材２１は一端が長孔１８に沿って移動する連動中心軸１７に軸支され、かつ他端が、人差し指Ｕ２に相当する指部材１２の中心位置から外れた箇所にある支持軸２３に軸支されている。
また、リンク部材２２は一端が長孔１８に沿って移動する連動中心軸１７に軸支され、かつ他端が、薬指Ｕ３に相当する指部材１３の中心位置から外れた箇所にある支持軸２４に軸支されている。
なお、リンク機構２０において、リンク部材２１及びリンク部材２２は図１に示す第１リンクＬ１、第２リンクＬ２にそれぞれ該当する。
【0019】
リンク機構３０は、同じく図１１及び図１２に示されるようにリンク部材３１及びリンク部材３２からなる。
リンク部材３１は中間部が指部材１３の長孔３３に沿って移動する移動軸３４に軸支されたものであって、その一端が指部材１１の中心位置から外れた箇所にある支持軸３５に軸支され、かつその他端がリンク部材３２に連結されている。なお、長孔３３は薬指Ｕ３となる指部材１３の中央部でかつ長さ方向に沿うように形成されている。
リンク部材３１は中間部が指部材１３の長孔３３に沿って移動する移動軸３４に軸支されたものであって、その一端が指部材１１の中心位置から外れた箇所にある支持軸３５に軸支され、かつその他端がリンク部材３２に連結されている。なお、長孔３３は薬指Ｕ３となる指部材１３の中央部でかつ長さ方向に沿うように形成されている。
【0020】
また、リンク部材３２は一端が前述のリンク部材３１に連結軸３６を介して回動自在とされ、かつ他端が、小指Ｕ４に相当する指部材１４の中心位置から外れた箇所にある支持軸３７に軸支されている。
なお、リンク機構３０において、リンク部材３１及び３２は第３リンクに相当する。
なお、リンク機構３０において、リンク部材３１及び３２は第３リンクに相当する。
【0021】
そして、以上のようなリンク機構２０及びリンク機構３０では、図８に示すように、駆動機構４０により連動中心軸１７が内側の矢印Ｍ２方向に引っ張られた場合に、リンク機構２０のリンク部材２１，２２が互いに閉じるように動作するとともに、リンク機構３０のリンク部材３１，３２も互いに閉じるように動作する。
これによって上記ロボット指操作装置１０１では、指部材１１を中心として指部材１２～１５の間隔を狭める動作が行われる。
これによって上記ロボット指操作装置１０１では、指部材１１を中心として指部材１２～１５の間隔を狭める動作が行われる。
【0022】
また、リンク機構２０及びリンク機構３０では、図１０に示すように、駆動機構４０により連動中心軸１７が外側の矢印Ｍ１方向に引っ張られた場合に、リンク機構２０のリンク部材２１，２２が互いに開くように動作するとともに、リンク機構３０のリンク部材３１，３２も互いに開くように動作する。
これによって上記ロボット指操作装置１０１では、指部材１１を中心として指部材１２～１５の間隔を広げる動作が行われる。
これによって上記ロボット指操作装置１０１では、指部材１１を中心として指部材１２～１５の間隔を広げる動作が行われる。
【0023】
そして、このときリンク機構２０及びリンク機構３０において、リンク部材２１，２２及びリンク部材３１，３２の長さを適宜設定することで、隣接する指部材１１～１４の間隔が等しくなるように、これら指部材１１～１４を広げる／狭める動作を行わせることができる。
また、リンク機構３０では、駆動機構４０による連動中心軸１７の動きを２つ離れた指部材１４に伝達する場合に、長孔３３に沿って移動する移動軸３４、及びピポット軸となる連結軸３６により２つのリンク部材３１，３２に相対回転を生じさせることで、指部材１４の動きを微細に調整することができ、これによっても指部材１１～１４の互いの間隔が等しくなるように回転動作させることができる。
また、リンク機構３０では、駆動機構４０による連動中心軸１７の動きを２つ離れた指部材１４に伝達する場合に、長孔３３に沿って移動する移動軸３４、及びピポット軸となる連結軸３６により２つのリンク部材３１，３２に相対回転を生じさせることで、指部材１４の動きを微細に調整することができ、これによっても指部材１１～１４の互いの間隔が等しくなるように回転動作させることができる。
【0024】
【0025】
この駆動機構４０は、駆動モータ４１と、該駆動モータ４１により回転駆動されるプーリ４２（４２Ａ、４２Ｂ）と、該プーリ４２に巻回されたワイヤ４３（４３Ａ、４３Ｂ）とを有する。
駆動モータ４１及びプーリ４２（４２Ａ、４２Ｂ）は、図５、図７、図８（Ｂ）及び図１０（Ｂ）に示されるように基台１０内に埋め込まれるように設置されている。
また、プーリ４２に巻回されたワイヤ４３（４３Ａ、４３Ｂ）は指部材１２～１５の内部空間に設置されている。
駆動モータ４１及びプーリ４２（４２Ａ、４２Ｂ）は、図５、図７、図８（Ｂ）及び図１０（Ｂ）に示されるように基台１０内に埋め込まれるように設置されている。
また、プーリ４２に巻回されたワイヤ４３（４３Ａ、４３Ｂ）は指部材１２～１５の内部空間に設置されている。
【0026】
具体的には、プーリ４２は図９に示すように同軸に配置された指オープン用プーリ４２Ａと、指クローズ用プーリ４２Ｂとを有する。
指オープン用プーリ４２Ａは、ワイヤ４３Ａ（第１ワイヤ）を巻回するものであって、図１０（Ａ）（Ｂ）に示すように、駆動モータ４１を正転させて当該ワイヤ４３Ａを矢印ｍ１方向に巻き取ることで、連動中心軸１７を矢印Ｍ１方向に移動させて指部材１１の両側の指部材１２～１４の間隔を広げる。
なお、指オープン用プーリ４２Ａがワイヤ４３Ａを巻き取っている際には、指クローズ用プーリ４２Ｂからワイヤ４３Ｂが送り出される。
指オープン用プーリ４２Ａは、ワイヤ４３Ａ（第１ワイヤ）を巻回するものであって、図１０（Ａ）（Ｂ）に示すように、駆動モータ４１を正転させて当該ワイヤ４３Ａを矢印ｍ１方向に巻き取ることで、連動中心軸１７を矢印Ｍ１方向に移動させて指部材１１の両側の指部材１２～１４の間隔を広げる。
なお、指オープン用プーリ４２Ａがワイヤ４３Ａを巻き取っている際には、指クローズ用プーリ４２Ｂからワイヤ４３Ｂが送り出される。
【0027】
また、指クローズ用プーリ４２Ｂは、図８（Ａ）（Ｂ）に示すようにワイヤ４３Ｂ（第２ワイヤ）を巻回するものであって、駆動モータ４１の駆動軸を逆転（矢印ｍ２で示す）させて当該ワイヤ４３Ｂを巻き取ることで、連動中心軸１７を矢印Ｍ２方向に移動させて指部材１１の両側の指部材１２～１４の間隔を狭める。
なお、指クローズ用プーリ４２Ｂがワイヤ４３Ｂを巻き取っている際には、指オープン用プーリ４２Ａからワイヤ４３Ａが送り出される。
そして、この駆動機構４０では、プーリ４２（４２Ａ、４２Ｂ）によるワイヤ４３（４３Ａ、４３Ｂ）の巻取り又は送出しにより、指部材１１上の長さ方向に沿って連動中心軸１７を矢印Ｍ１又は矢印Ｍ２方向に移動させることで、基端中心軸１２Ａ～１４Ａを中心として指部材１１の両側の指部材１２～１４を回動させ、これにより指部材１１～１４を広げる／狭める動作を行わせることができる。
なお、指クローズ用プーリ４２Ｂがワイヤ４３Ｂを巻き取っている際には、指オープン用プーリ４２Ａからワイヤ４３Ａが送り出される。
そして、この駆動機構４０では、プーリ４２（４２Ａ、４２Ｂ）によるワイヤ４３（４３Ａ、４３Ｂ）の巻取り又は送出しにより、指部材１１上の長さ方向に沿って連動中心軸１７を矢印Ｍ１又は矢印Ｍ２方向に移動させることで、基端中心軸１２Ａ～１４Ａを中心として指部材１１の両側の指部材１２～１４を回動させ、これにより指部材１１～１４を広げる／狭める動作を行わせることができる。
【0028】
そして、以上の実施形態のロボット指操作装置１０１によれば、リンク機構２０，３０のリンク部材２１，２２及びリンク部材３１，３２の長さを最適値に設定の上、駆動機構４０により指部材１１上の連動中心軸１７を矢印Ｍ１又はＭ２方向に移動させることで、連動中心軸１７を中心として指部材１１の両側の指部材１２～１４を互いに連動させつつ回動させることができる。
これにより本実施形態のロボット指操作装置１０１では、指の間隔を広げたり狭めたりする動作を、リンク機構２０，３０を用いた簡易な構成で機械的かつ同期するように行わせることが可能となる。
これにより本実施形態のロボット指操作装置１０１では、指の間隔を広げたり狭めたりする動作を、リンク機構２０，３０を用いた簡易な構成で機械的かつ同期するように行わせることが可能となる。
【0029】
上記実施形態の駆動機構４０を以下のように変形しても良い。
（変形例１）
上記実施形態では、図１３（Ａ）（Ｂ）に示すように中指Ｕ１となる指部材１１を第１指部材に設定した上で、かつ当該指部材１１内の連動中心軸１７に、駆動機構４０の第１ワイヤ４３Ａ及び第２ワイヤ４３Ｂを接続するようにした。
しかしながら、これに限定されず、変形例１においては、図１４（Ａ）（Ｂ）に示すように薬指Ｕ３となる指部材１３を第１指部材に設定した上で、かつ当該指部材１１の長孔３３内の移動軸３４（連動中心軸に相当）に、駆動機構４０の第１ワイヤ４３Ａ及び第２ワイヤ４３Ｂを接続するようにしても良い。
これによってもロボット指操作装置１０１では、プーリ４２（４２Ａ、４２Ｂ）によるワイヤ４３（４３Ａ、４３Ｂ）の巻取り又は送出しにより、指部材１３上の長さ方向に沿って移動軸３４（連動中心軸に相当）を矢印Ｍ１又は矢印Ｍ２方向に移動させることで、基端中心軸１２Ａ～１４Ａを中心として指部材１１の両側の指部材１２～１４を回動させ、これにより指部材１１～１４を広げる／狭める動作を行わせることができる。
なお、図１３及び図１４において、図（Ａ）はプーリ４２によるワイヤ４３Ａの巻取り／ワイヤ４３Ｂの送出しにより指部材１１～１４を広げた状態の図、図（Ｂ）はプーリ４２によるワイヤ４３Ｂの巻取り／ワイヤ４３Ａの送出しにより指部材１１～１４を狭めた状態の図をそれぞれ示している。
（変形例１）
上記実施形態では、図１３（Ａ）（Ｂ）に示すように中指Ｕ１となる指部材１１を第１指部材に設定した上で、かつ当該指部材１１内の連動中心軸１７に、駆動機構４０の第１ワイヤ４３Ａ及び第２ワイヤ４３Ｂを接続するようにした。
しかしながら、これに限定されず、変形例１においては、図１４（Ａ）（Ｂ）に示すように薬指Ｕ３となる指部材１３を第１指部材に設定した上で、かつ当該指部材１１の長孔３３内の移動軸３４（連動中心軸に相当）に、駆動機構４０の第１ワイヤ４３Ａ及び第２ワイヤ４３Ｂを接続するようにしても良い。
これによってもロボット指操作装置１０１では、プーリ４２（４２Ａ、４２Ｂ）によるワイヤ４３（４３Ａ、４３Ｂ）の巻取り又は送出しにより、指部材１３上の長さ方向に沿って移動軸３４（連動中心軸に相当）を矢印Ｍ１又は矢印Ｍ２方向に移動させることで、基端中心軸１２Ａ～１４Ａを中心として指部材１１の両側の指部材１２～１４を回動させ、これにより指部材１１～１４を広げる／狭める動作を行わせることができる。
なお、図１３及び図１４において、図（Ａ）はプーリ４２によるワイヤ４３Ａの巻取り／ワイヤ４３Ｂの送出しにより指部材１１～１４を広げた状態の図、図（Ｂ）はプーリ４２によるワイヤ４３Ｂの巻取り／ワイヤ４３Ａの送出しにより指部材１１～１４を狭めた状態の図をそれぞれ示している。
【0030】
（変形例２）
上記実施形態では、図１３（Ａ）（Ｂ）に示すように指部材１１内の連動中心軸１７に、駆動機構４０の第１ワイヤ４３Ａ及び第２ワイヤ４３Ｂを接続した。
しかしながら、これに限定されず、変形例２においては、図１５（Ａ）（Ｂ）に示すように駆動機構４０の第１ワイヤ４３Ａを、小指Ｕ４となる指部材１４の操作片１９に接続するとともに、第２ワイヤ４３Ｂを当該指部材１４のリンク部材３２の支持軸３７付近に接続しても良い。
これによってもロボット指操作装置１０１では、プーリ４２によるワイヤ４３の巻取り又は送出しにより、基端中心軸１２Ａ～１４Ａを中心として指部材１１の両側の指部材１２～１４を回動させ、これにより指部材１１～１４を広げる／狭める動作を行わせることができる。
なお、図１５において、図１５（Ａ）はプーリ４２によるワイヤ４３Ａの巻取り／ワイヤ４３Ｂの送出しにより指部材１１～１４を広げた状態の図、図１５（Ｂ）はプーリ４２によるワイヤ４３Ｂの巻取り／ワイヤ４３Ａの送出しにより指部材１１～１４を狭めた状態の図をそれぞれ示している。
上記実施形態では、図１３（Ａ）（Ｂ）に示すように指部材１１内の連動中心軸１７に、駆動機構４０の第１ワイヤ４３Ａ及び第２ワイヤ４３Ｂを接続した。
しかしながら、これに限定されず、変形例２においては、図１５（Ａ）（Ｂ）に示すように駆動機構４０の第１ワイヤ４３Ａを、小指Ｕ４となる指部材１４の操作片１９に接続するとともに、第２ワイヤ４３Ｂを当該指部材１４のリンク部材３２の支持軸３７付近に接続しても良い。
これによってもロボット指操作装置１０１では、プーリ４２によるワイヤ４３の巻取り又は送出しにより、基端中心軸１２Ａ～１４Ａを中心として指部材１１の両側の指部材１２～１４を回動させ、これにより指部材１１～１４を広げる／狭める動作を行わせることができる。
なお、図１５において、図１５（Ａ）はプーリ４２によるワイヤ４３Ａの巻取り／ワイヤ４３Ｂの送出しにより指部材１１～１４を広げた状態の図、図１５（Ｂ）はプーリ４２によるワイヤ４３Ｂの巻取り／ワイヤ４３Ａの送出しにより指部材１１～１４を狭めた状態の図をそれぞれ示している。
【0031】
（変形例３）
上記変形例２では、図１５（Ａ）（Ｂ）に示すように駆動機構４０の第２ワイヤ４３Ｂを、指部材１４のリンク部材支持軸３７付近に接続したが、これに限定されず図１６（Ａ）（Ｂ）に示すように人差し指Ｕ２となる指部材１２のリンク部材２１の支持軸２３付近に接続しても良い。
これによってもロボット指操作装置１０１では、変形例２と同様に、プーリ４２によるワイヤ４３（４３Ａ、４３Ｂ）の巻取り又は送出しにより、基端中心軸１２Ａ～１４Ａを中心として指部材１１の両側の指部材１２～１４を回動させ、これにより指部材１１～１４を広げる／狭める動作を行わせることができる。
上記変形例２では、図１５（Ａ）（Ｂ）に示すように駆動機構４０の第２ワイヤ４３Ｂを、指部材１４のリンク部材支持軸３７付近に接続したが、これに限定されず図１６（Ａ）（Ｂ）に示すように人差し指Ｕ２となる指部材１２のリンク部材２１の支持軸２３付近に接続しても良い。
これによってもロボット指操作装置１０１では、変形例２と同様に、プーリ４２によるワイヤ４３（４３Ａ、４３Ｂ）の巻取り又は送出しにより、基端中心軸１２Ａ～１４Ａを中心として指部材１１の両側の指部材１２～１４を回動させ、これにより指部材１１～１４を広げる／狭める動作を行わせることができる。
【0032】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【産業上の利用可能性】
【0033】
本発明は、人の手の動きに近似して、指の間隔を広げたり狭めたりを同期して行うことが可能なロボットの指操作装置及びロボットの指操作方法に関する。
【符号の説明】
【0034】
１ 指部材（第１指部材）
２ 指部材（第２指部材）
３ 指部材（第３指部材）
４ 連動中心軸
５ 駆動機構
１０ 基台
１１ 指部材
１１Ａ 基端中心軸
１２ 指部材
１２Ａ 基端中心軸
１３ 指部材
１３Ａ 基端中心軸
１４ 指部材
１４Ａ 基端中心軸
１５ 指部材
１５Ａ 基端中心軸
１６ 連結軸
１７ 連動中心軸
１８ 長孔
１９ 操作片
２０ リンク機構
２１ リンク部材（第１リンク）
２２ リンク部材（第２リンク）
２３ 支持軸
２４ 支持軸
３０ リンク機構
３１ リンク部材（第３リンク）
３２ リンク部材（第３リンク）
３３ 長孔
３４ 移動軸
３５ 支持軸
３６ 連結軸
３７ 支持軸
４０ 駆動機構
４１ 駆動モータ
４２ プーリ
４２Ａ 第１プーリ
４２Ｂ 第２プーリ
４３ ワイヤ
４３Ａ 第１ワイヤ
４３Ｂ 第２ワイヤ
５０ 指関節駆動モータ
５１ 連結軸
５２ 指関節駆動モータ
１００ ロボット指操作装置
１０１ ロボット指操作装置
Ｌ１ 第１リンク
Ｌ２ 第２リンク
Ｍ１－Ｍ２ 連動中心軸の移動方向
Ｓ 直線
Ｕ１ 中指
Ｕ２ 人差し指
Ｕ３ 薬指
Ｕ４ 小指
Ｕ５ 親指
２ 指部材（第２指部材）
３ 指部材（第３指部材）
４ 連動中心軸
５ 駆動機構
１０ 基台
１１ 指部材
１１Ａ 基端中心軸
１２ 指部材
１２Ａ 基端中心軸
１３ 指部材
１３Ａ 基端中心軸
１４ 指部材
１４Ａ 基端中心軸
１５ 指部材
１５Ａ 基端中心軸
１６ 連結軸
１７ 連動中心軸
１８ 長孔
１９ 操作片
２０ リンク機構
２１ リンク部材（第１リンク）
２２ リンク部材（第２リンク）
２３ 支持軸
２４ 支持軸
３０ リンク機構
３１ リンク部材（第３リンク）
３２ リンク部材（第３リンク）
３３ 長孔
３４ 移動軸
３５ 支持軸
３６ 連結軸
３７ 支持軸
４０ 駆動機構
４１ 駆動モータ
４２ プーリ
４２Ａ 第１プーリ
４２Ｂ 第２プーリ
４３ ワイヤ
４３Ａ 第１ワイヤ
４３Ｂ 第２ワイヤ
５０ 指関節駆動モータ
５１ 連結軸
５２ 指関節駆動モータ
１００ ロボット指操作装置
１０１ ロボット指操作装置
Ｌ１ 第１リンク
Ｌ２ 第２リンク
Ｍ１－Ｍ２ 連動中心軸の移動方向
Ｓ 直線
Ｕ１ 中指
Ｕ２ 人差し指
Ｕ３ 薬指
Ｕ４ 小指
Ｕ５ 親指
【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】
