特許 7113695 ロボットハンド

(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】

(24)【登録日】2022-07-28

(45)【発行日】2022-08-05

(54)【発明の名称】ロボットハンド

(51)【国際特許分類】

   B25J 15/08 20060101AFI20220729BHJP

【ＦＩ】

B25J15/08 D

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2018145815

(22)【出願日】2018-08-02

(65)【公開番号】P2020019110

(43)【公開日】2020-02-06

【審査請求日】2021-03-24

(73)【特許権者】

【識別番号】000006666

【氏名又は名称】アズビル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003166

【氏名又は名称】特許業務法人山王内外特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100101133

【弁理士】

【氏名又は名称】濱田 初音

(74)【代理人】

【識別番号】100199749

【弁理士】

【氏名又は名称】中島 成

(74)【代理人】

【識別番号】100188880

【弁理士】

【氏名又は名称】坂元 辰哉

(74)【代理人】

【識別番号】100197767

【弁理士】

【氏名又は名称】辻岡 将昭

(74)【代理人】

【識別番号】100201743

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 和真

(72)【発明者】

【氏名】岩下 純久

(72)【発明者】

【氏名】石倉 義之

(72)【発明者】

【氏名】小笠原 里奈

(72)【発明者】

【氏名】瀬戸 祐希

【審査官】亀田 貴志

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－１８３７１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５９－０５９３９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０９７８２９０２（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２５Ｊ １５／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータと、
前記モータにより駆動される駆動リンクを含む４つのリンクを有し、１つ以上設けられた４節のリンク機構と、
前記リンク機構のうちの１つ以上のリンク機構における前記リンクのうちの何れかのリンクにおける回転軸方向に垂直な方向の側面に設けられ、取付けられた部位の変位を検出する変位センサと、
前記変位センサによる検出結果から把持力を検出する把持力検出部と
を備えたロボットハンド。

【請求項2】

前記駆動リンクは、一端が前記モータの出力軸による出力により駆動される回転軸に接続され、
前記リンク機構は、
一端が回転自在に本体に接続された角度保持リンクと、
前記駆動リンクの他端及び前記角度保持リンクの他端が回転自在に接続され、一端にフィンガが連結された従動リンクとを有する
ことを特徴とする請求項１記載のロボットハンド。

【請求項3】

前記出力軸は単軸又は両軸である
ことを特徴とする請求項２記載のロボットハンド。

【請求項4】

前記駆動リンクは、前記従動リンクの前記一端側に回転自在に接続され、
前記角度保持リンクは、前記従動リンクの他端側に回転自在に接続された
ことを特徴とする請求項２又は請求項３記載のロボットハンド。

【請求項5】

前記角度保持リンクは、前記従動リンクの前記一端側に回転自在に接続され、
前記駆動リンクは、前記従動リンクの他端側に回転自在に接続された
ことを特徴とする請求項２又は請求項３記載のロボットハンド。

【請求項6】

モータと、
前記モータにより駆動される駆動リンクを含む複数のリンクを有し、１つ以上設けられた５節以上のリンク機構と、
前記リンク機構のうちの１つ以上のリンク機構における前記駆動リンクにおける回転軸方向に垂直な方向の側面に設けられ、取付けられた部位の変位を検出する変位センサと、
前記変位センサによる検出結果から把持力を検出する把持力検出部と
を備えたロボットハンド。

【請求項7】

前記駆動リンクは、一端が前記モータの出力軸による出力により駆動される回転軸に接続され、
前記リンク機構は、
回転自在に直列接続された複数のリンクから成り、一端が回転自在に本体に接続された角度保持リンクと、
前記駆動リンクの他端及び前記角度保持リンクの他端が回転自在に接続され、一端にフィンガが連結された従動リンクとを有する
ことを特徴とする請求項６記載のロボットハンド。

【請求項8】

前記出力軸は単軸又は両軸である
ことを特徴とする請求項７記載のロボットハンド。

【請求項9】

前記駆動リンクは、前記従動リンクの前記一端側に回転自在に接続され、
前記角度保持リンクは、前記従動リンクの他端側に回転自在に接続された
ことを特徴とする請求項７又は請求項８記載のロボットハンド。

【請求項10】

前記角度保持リンクは、前記従動リンクの前記一端側に回転自在に接続され、
前記駆動リンクは、前記従動リンクの他端側に回転自在に接続された
ことを特徴とする請求項７又は請求項８記載のロボットハンド。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、対象物を把持するロボットハンドに関する。

【背景技術】

【0002】

ロボットハンドが有する機能の一つとして「把持機能」がある。把持とは、例えばロボットハンドを用いて対象物（以降、ワークと称す）を運搬する際に、ワークを持ち上げるために挟み込み等の作用をワークに与える行為である。なお、ロボットハンドによる把持は、ロボットハンドがワークの外側からワークの把持を行う外径把持に限らず、ロボットハンドがワーク（例えばＯリング）の内側からワークの把持を行う内径把持でもよい。

【0003】

ロボットハンドの把持機能の重要なポイントとして、「ワークを把持する力（以降、把持力と称す）の発揮」が挙げられる。つまり、ロボットハンドが把持を行う場合には、ロボットハンドのワークを把持する部分（以降、フィンガと称す）が、ワークに何らかの力を与えることが重要である。そして、その力の大きさを管理（検出、可能であれば制御）することはロボットハンドに求められる機能の一つであると言える。

【0004】

このロボットハンドにおいて、従来から、把持力を制御するために、フィンガを駆動するモータの回転トルクを制御することで、フィンガの把持力を制御する方法がある。

【0005】

しかしながら、この方法では、モータの出力軸（トルク制御された回転軸）がフィンガを直接駆動しない伝達機構の場合、その伝達機構の摩擦等の影響により実際には把持力を正確に制御することは困難である。つまり、モータが発揮しているトルクがフィンガに伝わるまでに摩擦等でロスし、また、そのロスが常に一定とは限らないため、実際にフィンガで発揮している把持力を正確に制御できない。なお、上記伝達機構としては、例えば、モータとフィンガとの間に、例えば歯車、ベルト又は送りねじのような変速機等、或いは、回転方向の変更を行うための機構（直交歯車等）の機構が存在する伝達機構が挙げられる。

【0006】

例えば特許文献１に開示された電動ハンドでは、モータが把持力（推力）を制御するためにトルクを制御しているが、モータとフィンガ（第１組、第２組のハンド部材）の間にカム及びリニアガイドと呼ばれる回転直動変換機構が設けられている。

【0007】

これに対し、例えば特許文献２に開示されたロボットハンドでは、フィンガの根元部分に力センサを設け、この力センサによりワークを把持しているフィンガへの反力を検出することで、フィンガの把持力を検出している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】特開２０１０－９４８０４号公報

【文献】特開２０１７－１６４８９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

一方、一般的な力センサでは、並進方向の力（以降、並進力と称す）を正しく検出するためには、並進力の軸線が力センサの検出部位（検出軸）に一致する必要がある。
例えば図１２に示すように、力センサ１０１が取付けられたフィンガ１０２に、Ｆ１という並進力が加えられた場合を考える。このＦ１の軸線は、力センサ１０１の検出部位に一致している。この場合、力センサ１０１は、Ｆ１を正しく検出できる。一方、フィンガ１０２に、Ｆ２という並進力が加えられた場合を考える。このＦ２の軸線は、力センサ１０１の検出部位に一致しない。この場合、力センサ１０１の検出部位にはＦ２の他にモーメントが加わるため、力センサ１０１はＦ２のみを検出できない。

【0010】

そして、この力センサをフィンガの根元部分に設けた場合、ワークに与える力が一定でも、フィンガにおけるワークの把持位置が変わると、力センサにより検出される力の値が変わる。つまり、この場合、ロボットハンドは正確な把持力の値を得られない。

【0011】

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、ワークの把持位置に関わらず、把持力を正確に検出可能なロボットハンドを提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0012】

この発明に係るロボットハンドは、モータと、モータにより駆動される駆動リンクを含む４つのリンクを有し、１つ以上設けられた４節のリンク機構と、リンク機構のうちの１つ以上のリンク機構におけるリンクのうちの何れかのリンクにおける回転軸方向に垂直な方向の側面に設けられ、取付けられた部位の変位を検出する変位センサと、変位センサによる検出結果から把持力を検出する把持力検出部とを備えたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0013】

この発明によれば、上記のように構成したので、ワークの把持位置に関わらず、把持力を正確に検出可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１Ａは、この発明の実施の形態１に係るロボットハンドの構成例を示す模式図であり、図１Ｂは、図１Ａにおける変位センサにより検出される変位を示す図である。

【図2】この発明の実施の形態１に係るロボットハンドの構成例（変位センサを有する１つのリンク機構のみ）を示す斜視図である。

【図3】図３Ａ、図３Ｂは、この発明の実施の形態１における変位センサの構成例（フルブリッジ回路）及び配置例を示す図である。

【図4】この発明の実施の形態１に係る４節リンク機構のモデル（１つのリンク機構のみ）を示す図である。

【図5】図４に示すモデルの一部を仮想的に切断した図である。

【図6】図６Ａ、図６Ｂは、図５における分割部位を示す図である。

【図7】図７Ａ、図７Ｂは、この発明の実施の形態１に係るロボットハンドによる外力が加えられる位置の違いによる変位量及び応力（シミュレーション結果）の違いの一例を示す図である。

【図8】図８Ａ、図８Ｂは、この発明の実施の形態１に係るロボットハンドによる外力が加えられる位置の違いによるセンサ出力（実測結果）の違いの一例を示す図である。

【図9】図９Ａは、この発明の実施の形態１に係るロボットハンドの別の構成例を示す模式図であり、図９Ｂは、図９Ａにおける変位センサにより検出される変位を示す図である。

【図10】この発明の実施の形態１に係るロボットハンドの別の構成例を示す模式図である。

【図11】この発明の実施の形態２に係るロボットハンドの構成例を示す模式図である。

【図12】並進力が加えられる位置による力センサへの影響を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１，２はこの発明の実施の形態１に係るロボットハンドの構成例を示す図である。なお図２では、変位センサ１３を有する１つのリンク機構１２のみを図示している。
ロボットハンドは、ワーク（不図示）を把持する機能を有する。このロボットハンドは、図１，２に示すように、モータ１１、１つ以上のリンク機構１２、１つ以上の変位センサ１３、及び把持力検出部１４（不図示）を備えている。なお以下では、同一の構成要素が複数系統存在する場合には、その構成要素を示す符号に系統毎の接尾記号（－１，－２，・・・）を付すものとし、また、特に区別する必要がない場合には接尾記号を付さずに説明を行う。

【0016】

モータ１１は、ロボットハンドに把持力を発生させるための動力源である。図１では、モータ１１が有する出力軸１１１が両軸であり、モータ１１が各出力軸１１１－１，１１１－２により回転出力を行う場合を示している。

【0017】

リンク機構１２は、４節のリンク機構である。図１では、ロボットハンドが２つのリンク機構１２－１，１２－２を有する場合を示している。
なお、ロボットハンドが１つのリンク機構１２のみを有する場合には、ロボットハンドはこのリンク機構１２と壁等の固定部材を用いてワークの把持を行う。

【0018】

リンク機構１２－１は、駆動リンク１２１－１、角度保持リンク１２２－１及び従動リンク１２３－１を有する。

【0019】

駆動リンク１２１－１は、一端が、ウォーム１５－１及びウォームホイール１６－１等の減速機並びにヒンジピン（回転軸）１２４－１ａを介して、モータ１１が有する出力軸１１１－１に接続されている。この駆動リンク１２１－１は、モータ１１により駆動され、出力軸１１１－１の回転に応じて一端の揺動量（角度、速度又はトルク等）が制御される。

【0020】

角度保持リンク１２２－１は、一端が、ヒンジピン１２４－１ｂを介して、ロボットハンドの本体に回転自在に接続されている。

【0021】

従動リンク１２３－１は、駆動リンク１２１－１の他端がヒンジピン１２４－１ｃを介して回転自在に連結され、角度保持リンク１２２－１の他端がヒンジピン１２４－１ｄを介して回転自在に連結され、一端にフィンガ１２５－１が連結されている。この従動リンク１２３－１は、フィンガ１２５－１と一体に連動して運動する。図１では、角度保持リンク１２２－１は従動リンク１２３－１の一端側（フィンガ１２５－１側）に回転自在に接続され、駆動リンク１２１－１は従動リンク１２３－１の他端側に回転自在に接続されている。

【0022】

リンク機構１２－２は、駆動リンク１２１－２、角度保持リンク１２２－２及び従動リンク１２３－２を有する。

【0023】

駆動リンク１２１－２は、一端が、ウォーム１５－２及びウォームホイール１６－２等の減速機並びにヒンジピン（回転軸）１２４－２ａを介して、モータ１１が有する出力軸１１１－２に接続されている。この駆動リンク１２１－２は、モータ１１により駆動され、出力軸１１１－２の回転に応じて一端の揺動量（角度、速度又はトルク等）が制御される。

【0024】

角度保持リンク１２２－２は、一端が、ヒンジピン１２４－２ｂを介して、ロボットハンドの本体に回転自在に接続されている。

【0025】

従動リンク１２３－２は、駆動リンク１２１－２の他端がヒンジピン１２４－２ｃを介して回転自在に連結され、角度保持リンク１２２－２の他端がヒンジピン１２４－２ｄを介して回転自在に連結され、一端にフィンガ１２５－２が連結されている。この従動リンク１２３－２は、フィンガ１２５－２と一体に連動して運動する。図１では、角度保持リンク１２２－２は従動リンク１２３－２の一端側（フィンガ１２５－２側）に回転自在に接続され、駆動リンク１２１－２は従動リンク１２３－２の他端側に回転自在に接続されている。

【0026】

変位センサ１３は、１つ以上のリンク機構１２における駆動リンク１２１に設けられ、取付けられた部位の変位を検出する（変位に応じた電気的な出力（抵抗値、静電容量、電圧又は電流等の出力）を行う）。図１では、変位センサ１３が、駆動リンク１２１－１の対向する２つの側面（駆動リンク１２１－１の回転軸方向に垂直な方向における２つの側面）にそれぞれ取付けられ、曲げモーメントによる変位を検出する場合を示している（図１Ｂ参照）。

【0027】

なお、変位センサ１３は、例えば金属歪ゲージから構成される。また、例えば図３Ｂのように、変位センサ１３として４個の金属歪ゲージ（Ｒ１～Ｒ４）を貼り、図３Ａのようにフルブリッジ回路（ホイートストンブリッジ回路）を構成することで、変位センサ１３は、曲げモーメント以外の歪成分の除去及び温度補償等を行うことができ、高精度化が可能である。なお図３Ａにおいて、Ｅは印加電圧を表し、Ｅ_ｏは出力電圧を表す。
なお、変位センサ１３は、上記に示す理由により駆動リンク１２１－１の２つ以上の側面にそれぞれ取付けられる場合もあるが、１つの側面に１つのみ取付けられてもよく、本発明の本質を変更するものではない。

【0028】

また、変位センサ１３は、例えば半導体歪ゲージから構成されてもよい。半導体歪ゲージは、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）により実現される。

【0029】

把持力検出部１４は、変位センサ１３による検出結果（例えば、出力電圧、出力電流、抵抗値変化又は静電容量変化等）からロボットハンドの把持力（フィンガ１２５に加えられた外力）を検出する。なお、把持力検出部１４は、システムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等の処理回路、又はメモリ等に記憶されたプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等により実現される。

【0030】

次に、図１に示すロボットハンドの効果について説明する。
上述したように、フィンガの根元部分に設けられた力センサを用いてロボットハンドの把持力を検出する方法では、把持力を正確に検出できない場合があるが、その要因としては以下の２点が挙げられる。
１点目は、力センサは、把持力の検出において、実質的に、把持方向の並進力だけではなく、モーメントによる影響を受けるという点である。
２点目は、把持位置（フィンガにおける外力を受ける位置）によって、フィンガの根元部分に加わるモーメントが変化するという点である。

【0031】

そこで、図１に示すロボットハンドでは、駆動リンク１２１を有する４節のリンク機構１２と、駆動リンク１２１の変位を検出する変位センサ１３とを用い、変位センサ１３による検出結果からロボットハンドの把持力を検出している。すなわち、４節のリンク機構１２において、駆動リンク１２１の他端のヒンジ部分（図４に示すＤ点）のみがモータ１１により駆動されるアクティブであり、残りのヒンジ部分（図４に示すＡ点、Ｂ点、Ｃ点）はパッシブである。よって、フィンガ１２５に加えられた外力は駆動リンク１２１の他端で受けられ、駆動リンク１２１には外力と駆動リンク１２１の長さに基づくモーメントが加わる。このモーメントは外力が加えられた位置に依らずに一定であり、このモーメントによる変位を変位センサ１３で検出することで、ロボットハンドは把持力を検出可能である。このように、図１に示すロボットハンドでは、把持位置による影響を低減でき、フィンガ１２５のどの位置でワークの把持を行っても同じ変位として検出できるため、把持力の検出精度を確保できる。なお、把持位置は、フィンガ１２５の把持面上であればどの位置（図１における上下方向及び奥行き方向のどの位置）でもよい。

【0032】

次に、図１に示すロボットハンドにおいて、外力が加えられる位置が異なっていても同一のセンサ出力が得られる原理について説明する。
図４は、図１に示す１つのリンク機構１２をモデル化した図であり、各リンク１２１～１２３により平行四辺形のリンク機構が構成されている。この図４において、θはリンク機構１２の揺動角度を表し、Φはジョイントの配置角度（駆動リンク１２１の一端と角度保持リンク１２２の一端とを結ぶ線分と水平方向との成す角度）を表し、Ｌは駆動リンク１２１の長さを表し、Ｆはフィンガ１２５に加えられる外力（並進力）を表している。

【0033】

また図５は、図４に示すモデルの一部を仮想的に切断した場合を示す図であり、具体的には、角度保持リンク１２２のヒンジ間と従動リンク１２３のヒンジ間を切断している。ここで、図５では、リンク１２２，１２３のパッシブなヒンジ間をそれぞれ切断しているため、切断箇所には曲げモーメントが発生せず引張方向又は圧縮方向の力のみが発生することになる。

【0034】

そして、図６Ａに示す分割部位でのつり合い式は、Ｘ軸方向成分（水平方向成分）は下式（１）のようになり、Ｙ軸方向成分（垂直方向成分）は下式（２）のようになる。なお、式（１），（２）において、Ｎ１は角度保持リンク１２２の切断箇所に加わる力を表し、Ｎ２は従動リンク１２３の切断箇所に加わる力を表している。
Ｆ－Ｎ１ｓｉｎθ＋Ｎ２ｃｏｓΦ＝０ （１）
Ｎ１ｃｏｓθ＋Ｎ２ｓｉｎΦ＝０ （２）

【0035】

また、図６Ｂに示す分割部位でのつり合い式は、Ｘ軸方向成分は下式（３）のようになり、Ｙ軸方向成分は下式（４）のようになり、Ｚ軸周りの成分は下式（５）のようになる。すなわち、駆動リンク１２１の一端（図６Ｂに示すＤ点）は固定端であるため、駆動リンク１２１は、Ｘ軸方向の並進力であるＨｅ、Ｙ軸方向の並進力であるＶｅ及びＺ軸周りのモーメントであるＭｅを受ける。
－Ｎ２ｃｏｓΦ＋Ｈｅ＝０ （３）
－Ｎ２ｓｉｎΦ＋Ｖｅ＝０ （４）
Ｍｅ＝Ｌ・Ｎ２・ｃｏｓ（θ－Φ） （５）

【0036】

そして、式（１），（２）から下式（６），（７）が得られる。
Ｎ１＝Ｆ・（ｓｉｎφ／ｃｏｓ（θ－Φ）） （６）
Ｎ２＝－Ｆ・（ｃｏｓθ／ｃｏｓ（θ－Φ）） （７）

【0037】

そして、式（５），（７）から下式（８）が得られる。
Ｍｅ＝Ｌ・Ｆ・ｃｏｓθ （８）

【0038】

式（８）において、Ｌはロボットハンドのリンク構造が確定した場合に定数となり既知である。また、θは、モータ１１が有するエンコーダ（不図示）により検出可能である。以上から、式（８）には外力の位置に依存する要素は含まれておらず、Ｍｅ（駆動リンク１２１に加わるモーメント）は、外力の位置に依らないことが言える。よって、図１に示すロボットハンドでは、外力が加えられる位置が異なっていても同一のセンサ出力が得られ、外力（把持力）を正確に検出可能である。

【0039】

次に、外力が加えられる位置の違いによる駆動リンク１２１の変位量（曲げモーメント量）及び応力の違いを検証したシミュレーション結果を図７に示す。図７では、フィンガ１２５の異なる位置Ｐ１，Ｐ２にそれぞれ１Ｎの圧縮力を加える場合のシミュレーション結果を示している。この図７から、位置Ｐ１の場合と位置Ｐ２の場合とで駆動リンク１２１の変位量及び応力がほぼ等しいことが分かる。
また、実機に変位センサ１３を搭載して外力が加えられる位置の違いによるセンサ出力を実測した結果を図８に示す。図８では、フィンガ１２５の異なる位置Ｐ３，Ｐ４にそれぞれ矢印方向の力を加えた際の実測結果を示している。この図８から、位置Ｐ３の場合と位置Ｐ４の場合とで駆動リンク１２１の出力がほぼ等しいことが分かる。
これらの結果から、図１に示すロボットハンドでは、外力が加えられる位置の違いによるセンサ出力の変化が少ないことが分かる。

【0040】

なお上記では、変位センサ１３が曲げモーメントによる変位を検出する場合を示した。しかしながら、これに限らず、変位センサ１３はせん断力による変位を検出してもよい（図９Ｂ参照）。この場合、変位センサ１３は、例えば図９Ａに示すように、駆動リンク１２１－１の対向する２つの側面（駆動リンク１２１－１の回転軸方向における２つの側面）にそれぞれ取付けられる。

【0041】

また上記では、駆動リンク１２１が角度保持リンク１２２より外側に配置された場合を示した。しかしながら、これに限らず、駆動リンク１２１は角度保持リンク１２２より内側に配置されてもよい。
また上記では、モータ１１の出力軸１１１が両軸である場合を示した。しかしながら、これに限らず、モータ１１の出力軸１１１は単軸でもよい。

【0042】

例えば図１０では、駆動リンク１２１が角度保持リンク１２２より内側に配置され、且つ、出力軸１１１が単軸である場合を示している。
図１０では、モータ１１が有する出力軸１１１が単軸であり、モータ１１が出力軸１１１により回転出力を行う場合を示している。

【0043】

また、図１０に示す駆動リンク１２１－１は、一端が、ウォーム１５及びウォームホイール１６－１等の減速機並びにヒンジピン１２４－１ａを介して、モータ１１が有する出力軸１１１に接続されている。この駆動リンク１２１－１は、モータ１１により駆動され、出力軸１１１の回転に応じて、一端の揺動量（角度、速度又はトルク等）が制御される。
また図１０では、駆動リンク１２１－１は従動リンク１２３－１の一端側（フィンガ１２５－１側）に回転自在に接続され、角度保持リンク１２２－１は従動リンク１２３－１の他端側に回転自在に接続されている。

【0044】

同様に、図１０に示す駆動リンク１２１－２は、一端が、ウォーム１５及びウォームホイール１６－２等の減速機並びにヒンジピン１２４－２ａを介して、モータ１１が有する出力軸１１１に接続されている。この駆動リンク１２１－２は、モータ１１により駆動され、出力軸１１１の回転に応じて、一端の揺動量（角度、速度又はトルク等）が制御される。
また図１０では、駆動リンク１２１－２は従動リンク１２３－２の一端側（フィンガ１２５－２側）に回転自在に接続され、角度保持リンク１２２－２は従動リンク１２３－２の他端側に回転自在に接続されている。

【0045】

その他の構成は図１に示すロボットハンドと同様であり、その説明を省略する。また、図１０に示すロボットハンドの効果及び原理についても、図１に示すロボットハンドの効果及び原理と同様である。
なお図１０に示すロボットハンドでは、変位センサ１３が曲げモーメントによる変位を検出する場合を示しているが、変位センサ１３はせん断力による変位を検出してもよい。この場合、変位センサ１３の取付け箇所は図９Ａと同様である。

【0046】

また上記では、出力軸１１１と駆動リンク１２１の回転軸とが直交（略直交の意味を含む）するように構成された場合を示した。しかしながら、これに限らず、平歯車等を用いて、出力軸１１１と駆動リンク１２１の回転軸とが平行（略平行の意味を含む）となるように構成されてもよい。

【0047】

また上記では、変位センサ１３が駆動リンク１２１に設けられた場合を示した。しかしながら、これに限らず、変位センサ１３が角度保持リンク１２２又は従動リンク１２３に設けられていてもよい。
すなわち、例えば図６Ａに示すように、フィンガ１２５に外力が加えられた場合に、角度保持リンク１２２にはＮ１という力のみが加えられ、従動リンク１２３にはＮ２という力のみが加えられる。そして、Ｎ１及びＮ２はそれぞれ式（６），（７）に示すように、外力の位置に依らない力である。よって、変位センサ１３を角度保持リンク１２２又は従動リンク１２３に設けて、当該変位センサ１３がＮ１又はＮ２による変位を検出することでも、ロボットハンドは把持力を検出可能となる。

【0048】

また上記では、変位センサ１３は、１つのリンク機構１２におけるリンク（図１，９，１０では駆動リンク１２１－１）に設けられた場合を示した。しかしながら、これに限らず、変位センサ１３は、他のリンク機構１２のうちの一部又は全部のリンク機構におけるリンクにも設けられていてもよい。このように、複数のリンク機構１２に変位センサ１３を設けることで、ロボットハンドは把持力の検出精度が向上する。

【0049】

なお上記では、ロボットハンドが外径把持を行う場合について説明を行ったが、ロボットハンドが内径把持を行う場合についても同様である。

【0050】

以上のように、この実施の形態１によれば、ロボットハンドは、モータ１１と、モータ１１により駆動される駆動リンク１２１を含む４個のリンクを有し、１つ以上設けられた４節のリンク機構１２と、１つ以上のリンク機構１２におけるリンクのうちの何れかに設けられ、変位を検出する変位センサ１３と、変位センサ１３による検出結果から把持力を検出する把持力検出部１４とを備えた。これにより、実施の形態１に係るロボットハンドは、ワークの把持位置に関わらず、把持力を正確に検出可能となる。

【0051】

実施の形態２．
実施の形態１に係るロボットハンドでは、４節のリンク機構１２を用いた場合を示した。これに対し、ロボットハンドは、５節以上のリンク機構１２を用いてもよい。具体的には、例えば図１１に示すように、角度保持リンク１２２を回転自在に直列接続された複数（Ｍ個）のリンク（図１１ではリンク１２２１，１２２２）から構成することで、（４＋Ｍ）節のリンク機構１２を構成してもよい。なお図１１では、出力軸１１１－２、リンク機構１２－２、ウォーム１５－２及びウォームホイール１６－２の図示は省略している。また図１１では、駆動リンク１２１が角度保持リンク１２２より内側に配置され、且つ、出力軸１１１が両軸である場合を示しているが、構成がこれに限らない点は実施の形態１と同様である。
また、角度保持リンク１２２が複数のリンクから構成される場合、各リンクのヒンジ部分には、ロボットハンドがワークの把持を行う場合に、外力によってリンクが回転してしまわないようにロック機構が設けられる必要がある。

【0052】

なお、ロボットハンドが５節以上のリンク機構１２を有する場合には、変位センサ１３は、１つ以上のリンク機構１２における駆動リンク１２１に設けられる。

【0053】

また、実施の形態１，２に係るロボットハンドでは、モータ１１が出力軸１１１により回転出力を行う場合を示した。しかしながら、これに限らず、モータ１１は直動出力を行ってもよい。また、モータ１１の動力は、電動に限らず、例えばエア又は油圧式であってもよい。

【0054】

なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

【符号の説明】

【0055】

１１ モータ
１２ リンク機構
１３ 変位センサ
１４ 把持力検出部
１５ ウォーム
１６ ウォームホイール
１１１ 出力軸
１２１ 駆動リンク
１２２ 角度保持リンク
１２３ 従動リンク
１２４ ヒンジピン
１２５ フィンガ
１２２１，１２２２ リンク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】