特許 7537230 ハンドの駆動方法およびハンド

(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】2024-08-13

(45)【発行日】2024-08-21

(54)【発明の名称】ハンドの駆動方法およびハンド

(51)【国際特許分類】

   B25J 15/00 20060101AFI20240814BHJP

   H02N 2/12 20060101ALI20240814BHJP

   B25J 15/08 20060101ALI20240814BHJP

   B25J 7/00 20060101ALN20240814BHJP

【ＦＩ】

B25J15/00 F

H02N2/12

B25J15/08 C

B25J15/08 A

B25J7/00

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020183022

(22)【出願日】2020-10-30

(65)【公開番号】P2022073193

(43)【公開日】2022-05-17

【審査請求日】2023-10-06

(73)【特許権者】

【識別番号】000002369

【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100091292

【弁理士】

【氏名又は名称】増田 達哉

(74)【代理人】

【識別番号】100091627

【弁理士】

【氏名又は名称】朝比 一夫

(72)【発明者】

【氏名】中村 優作

(72)【発明者】

【氏名】朝内 昇

(72)【発明者】

【氏名】山村 光宏

(72)【発明者】

【氏名】川路 道子

【審査官】松浦 陽

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－１５７４０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－２９２１４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－０５０３２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－０１３９９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－０９０４７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／０３３１７０９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】実開昭６３－０３２７８６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】中国特許出願公開第１０２４８５４３９（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２００１－３１５０８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－１００７６８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２５Ｊ １／００ － ２１／０２

Ｈ０２Ｎ ２／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１指部および第２指部と、前記第１指部および前記第２指部の少なくとも一方を駆動して前記第１指部と前記第２指部との相対位置を制御する駆動部と、前記第１指部と前記第２指部との相対位置を検出する位置検出部と、を有し、前記第１指部と前記第２指部とで対象物を挟持するハンドの駆動方法であって、
前記位置検出部により、前記第１指部および前記第２指部が前記対象物を挟むときの前記第１指部と前記第２指部との相対位置を基準相対位置として検出するステップと、
前記第１指部および前記第２指部に挟持された前記対象物を開放する指示を受け付けたら、前記駆動部により、前記第１指部および前記第２指部の相対位置を前記基準相対位置よりも所定距離以上離間した目標相対位置とするステップと、
前記目標相対位置となったら、前記駆動部により、前記第１指部および前記第２指部の少なくとも一方を振動の振幅が前記所定距離となるように振動させるステップと、を有することを特徴とするハンドの駆動方法。

【請求項2】

前記振動させるステップに先立って前記振幅に基づいて前記目標相対位置を決定するステップを有する請求項１に記載のハンドの駆動方法。

【請求項3】

対象物を挟持する第１指部および第２指部と、
前記第１指部および前記第２指部の少なくとも一方を駆動して前記第１指部と前記第２指部との相対位置を制御する駆動部と、
前記第１指部と前記第２指部との相対位置を検出する位置検出部と、
前記位置検出部が検出した相対位置を記憶する記憶部と、
前記駆動部の駆動を制御する駆動制御部と、を有し、
前記位置検出部は、前記第１指部および前記第２指部が前記対象物を挟むときの前記第１指部と前記第２指部との相対位置を基準相対位置として検出し、
前記記憶部は、前記基準相対位置を記憶し、
前記駆動制御部は、前記第１指部および前記第２指部に挟持された前記対象物を開放する指示を受け付けたら、前記駆動部により、前記第１指部および前記第２指部の相対位置を前記基準相対位置よりも所定距離以上離間した目標相対位置とし、前記目標相対位置となったら、前記駆動部により、前記第１指部および前記第２指部の少なくとも一方を振動の振幅が前記所定距離となるように振動させることを特徴とするハンド。

【請求項4】

前記基準相対位置は、前記第１指部および前記第２指部に前記対象物からの反力が加わったときの位置である請求項３に記載のハンド。

【請求項5】

前記振動は、前記基準相対位置への移動と前記目標相対位置への移動との繰り返しである請求項３または４に記載のハンド。

【請求項6】

前記駆動部は、超音波モーターを備え、
前記超音波モーターを前記第１指部または前記第２指部の共振周波数で駆動することにより前記振動を発生させる請求項３または４に記載のハンド。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ハンドの駆動方法およびハンドに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に記載されたマイクログリップは、Ｕ字形把握指と、このＵ字形把握指を開閉する圧電素子と、を有する。圧電素子に電圧を印加するとＵ字形把握指の先端部同士が当接して閉止し、圧電素子への電圧の印加を停止するとＵ字形把握指の先端部同士が離間して開放する。そのため、圧電素子の駆動によってＵ字形把握指の先端部を閉止、開放することにより、Ｕ字形把握指の先端部で把持対象物を把握し、開放することができる。

【0003】

ここで、Ｕ字形把握指で把握した把持対象物を開放する際、把持対象物がＵ字形把握指に付着し、うまく離脱しない場合がある。そこで、特許文献１のマイクログリップは、閉止と開放とを交互に繰り返すようにＵ字形把握指を高周波で振動させることにより、Ｕ字形把握指に付着した把持対象物を強制的に離脱させる離脱機構をさらに備えている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開平０８－０９０４７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１のマイクログリップでは、閉止と開放とを交互に繰り返すようにＵ字形把握指を高周波で振動させるため、閉止側に振動した際に把持対象物に過度な応力が加わり、把持対象物を破損、損傷させてしまうおそれがある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のハンドの駆動方法は、第１指部および第２指部と、前記第１指部および前記第２指部の少なくとも一方を駆動して前記第１指部と前記第２指部との相対位置を制御する駆動部と、前記第１指部と前記第２指部との相対位置を検出する位置検出部と、を有し、前記第１指部と前記第２指部とで対象物を挟持するハンドの駆動方法であって、
前記位置検出部により、前記第１指部および前記第２指部が前記対象物を挟むときの前記第１指部と前記第２指部との相対位置を基準相対位置として検出するステップと、
前記第１指部および前記第２指部に挟持された前記対象物を開放する指示を受け付けたら、前記駆動部により、前記第１指部および前記第２指部の相対位置を前記基準相対位置よりも前記振動の振幅以上離間した目標相対位置とするステップと、
前記目標相対位置となったら、前記駆動部により、前記第１指部および前記第２指部の少なくとも一方を振動させるステップと、を有する。

【0007】

本発明のハンドは、対象物を挟持する第１指部および第２指部と、
前記第１指部および前記第２指部の少なくとも一方を駆動して前記第１指部と前記第２指部との相対位置を制御する駆動部と、
前記第１指部と前記第２指部との相対位置を検出する位置検出部と、
前記位置検出部が検出した相対位置を記憶する記憶部と、
前記駆動部の駆動を制御する駆動制御部と、を有し、
前記位置検出部は、前記第１指部および前記第２指部が前記対象物を挟むときの前記第１指部と前記第２指部との相対位置を基準相対位置として検出し、
前記記憶部は、前記基準相対位置を記憶し、
前記駆動制御部は、前記第１指部および前記第２指部に挟持された前記対象物を開放する指示を受け付けたら、前記駆動部により、前記第１指部および前記第２指部の相対位置を前記基準相対位置よりも前記振動の振幅以上離間した目標相対位置とし、前記目標相対位置となったら、前記駆動部により、前記第１指部および前記第２指部の少なくとも一方を振動させる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の第１実施形態に係るハンドを示す断面図である。

【図2】図１のハンドが有する超音波モーターを示す平面図である。

【図3】図２の超音波モーターに印加する駆動電圧の一例を示す図である。

【図4】図１のハンドの動作を示す断面図である。

【図5】図１のハンドの動作を示す断面図である。

【図6】挟持動作の手順を示すフローチャートである。

【図7】挟持動作の際の回転量差Δθの推移を示すグラフである。

【図8】保持動作の手順を示すフローチャートである。

【図9】開放動作の手順を示すフローチャートである。

【図10】第２実施形態に係るハンドの開放動作の手順を示すフローチャートである。

【図11】第３実施形態に係るハンドを示す断面図である。

【図12】図１１のハンドの開放動作の手順を示すフローチャートである。

【図13】第４実施形態に係るハンドを示す断面図である。

【図14】図１３のハンドの挟持動作の手順を示すフローチャートである。

【図15】図１３のハンドの保持動作の手順を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明のハンドの駆動方法およびハンドを添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。

【0010】

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係るハンドを示す断面図である。図２は、図１のハンドが有する超音波モーターを示す平面図である。図３は、図２の超音波モーターに印加する駆動電圧の一例を示す図である。図４および図５は、それぞれ、図１のハンドの動作を示す断面図である。図６は、挟持動作の手順を示すフローチャートである。図７は、挟持動作の際の回転量差Δθの推移を示すグラフである。図８は、保持動作の手順を示すフローチャートである。図９は、開放動作の手順を示すフローチャートである。

【0011】

図１に示すハンド１の使用態様としては特に限定されず、例えば、多関節ロボットのアーム先端に取り付けるエンドエフェクターとして用いられたり、使用者が直接把持して用いられたりする。

【0012】

ハンド１は、基体２と、基体２に対して回転軸Ｊまわりに回転可能に支持された第１ローター３１と、第１ローター３１を回転軸Ｊまわりに回転させる駆動部としての超音波モーター４と、第１ローター３１と同軸的に配置され、基体２に対して回転軸Ｊまわりに回転可能に支持された第２ローター３２と、第１ローター３１と第２ローター３２との間に配置され、第１ローター３１と第２ローター３２とを接続する弾性を有する伝達部５と、第１ローター３１の変位量すなわち回転量を検出する第１エンコーダー６１と、第２ローター３２の変位量すなわち回転量を検出する第２エンコーダー６２と、第２ローター３２に固定されたピニオン７０と、基体２に対して矢印方向にスライド可能に支持されると共にピニオン７０に噛合し、ピニオン７０の回転により互いに相反方向に移動する一対のラック７１、７２と、ラック７１に固定された第１指部８１と、ラック７２に固定された第２指部８２と、超音波モーター４の駆動を制御する制御装置９と、を有する。

【0013】

このようなハンド１では、制御装置９による制御によって超音波モーター４を駆動すると、第１ローター３１が回転軸Ｊまわりに回転し、この回転が伝達部５を介して第２ローター３２に伝達されて第２ローター３２が回転軸Ｊまわりに回転する。さらに、第２ローター３２の回転によってピニオン７０が回転し、一対のラック７１、７２が互いに相反方向に移動する。これにより、第１指部８１および第２指部８２が離間および接近して開閉する。この第１指部８１および第２指部８２の開閉によって、ワークＷを挟持したり、挟持したワークＷを開放したりすることができる。

【0014】

第１ローター３１は、ベアリングＢＢ１を介して基体２に対し軸支され、回転軸Ｊまわりに回転可能である。第１ローター３１は、円筒状の基部３１１と、基部３１１から周方向に突出した円盤状のローター本体３１２と、を有する。このような第１ローター３１には第１エンコーダー６１が配置され、第１エンコーダー６１によって第１ローター３１の回転量および角速度が検出される。なお、第１エンコーダー６１としては、特に限定されず、例えば、第１ローター３１の回転時にその回転量を検出するインクリメンタル型のエンコーダーであってもよいし、第１ローター３１の回転の有無に関わらず、第１ローター３１の原点からの絶対位置を検出するアブソリュート型のエンコーダーであってもよい。

【0015】

第１エンコーダー６１は、ロータリーエンコーダーであり、ローター本体３１２の下方において基部３１１に固定された円盤状のスケール６１１と、スケール６１１を間に挟んで配置され、基体２に固定された発光素子６１２および受光素子６１３と、を有する。スケール６１１には、周方向に並んで配置された図示しない複数のスリットが形成されており、このスリットを通過した発光素子６１２からの光を受光素子６１３が受光する。そのため、受光素子６１３の受光回数に基づいて第１ローター３１の回転量を検出することができ、単位時間当たりの受光回数に基づいて第１ローター３１の角速度を検出することができる。ただし、第１エンコーダー６１の構成としては、特に限定されない。

【0016】

第２ローター３２は、ベアリングＢＢ２を介して基体２に対し軸支され、回転軸Ｊまわりに回転可能である。つまり、第１ローター３１および第２ローター３２は、同軸的に配置され、共に回転軸Ｊまわりに回転可能である。このような第２ローター３２には第２エンコーダー６２が配置され、第２エンコーダー６２によって第２ローター３２の回転量および角速度が検出される。第２エンコーダー６２としては、特に限定されず、例えば、第２ローター３２の回転時にその回転量を検出するインクリメンタル型のエンコーダーであってもよいし、第２ローター３２の回転の有無に関わらず、第２ローター３２の原点からの絶対位置を検出するアブソリュート型のエンコーダーであってもよい。

【0017】

第２エンコーダー６２は、前述した第１エンコーダー６１と同様の構成である。すなわち、第２エンコーダー６２は、ロータリーエンコーダーであり、第２ローター３２に固定された円盤状のスケール６２１と、スケール６２１を間に挟んで配置され、基体２に固定された発光素子６２２および受光素子６２３と、を有する。スケール６２１には、周方向に並んで配置された図示しない複数のスリットが形成されており、このスリットを通過した発光素子６２２からの光を受光素子６２３が受光する。そのため、受光素子６２３の受光回数に基づいて第２ローター３２の回転量を検出することができ、単位時間当たりの受光回数に基づいて第２ローター３２の角速度を検出することができる。ただし、第２エンコーダー６２の構成としては、特に限定されない。

【0018】

上述のような第１ローター３１と第２ローター３２との間には、第１ローター３１と第２ローター３２とを接続し、第１ローター３１の回転を第２ローター３２に伝達する伝達部５が配置されている。伝達部５は、弾性を有し、回転軸Ｊまわりにねじれ変形可能となっている。伝達部５としては、上述の機能を有していれば、特に限定されず、本実施形態では、ばね、特に、回転軸Ｊと同軸的に配置されたコイルばね５１で構成されている。ただし、伝達部５の構成は、弾性変形、特に、回転軸Ｊまわりのねじれ変形が可能であれば、特に限定されず、例えば、板ばねであってもよいし、樹脂製のシート材、板材、ブロック材等であってもよい。

【0019】

また、第１ローター３１と第２ローター３２との間には、第１ローター３１に駆動力を伝達して第１ローター３１を回転軸Ｊまわりに回転させる超音波モーター４が配置されている。超音波モーター４は、回転軸Ｊまわりに等間隔に複数配置され、特に、本実施形態では、２つの超音波モーター４が回転軸Ｊまわりに１８０°間隔で配置されている。ただし、超音波モーター４の数や配置は、特に限定されない。

【0020】

これら２つの超音波モーター４は、圧電モーターであり、図２に示すように、振動部４１と、振動部４１の先端部に配置された突出部４４と、振動部４１を支持する支持部４２と、振動部４１と支持部４２とを接続する梁部４３と、を有する。そして、支持部４２が付勢部材４６を介して基体２に固定されている。固定された状態では、付勢部材４６によってローター本体３１２に向けて付勢されており、突出部４４がローター本体３１２の上面に押し付けられている。

【0021】

また、振動部４１には、振動部４１を屈曲振動させる駆動用の６つの圧電素子４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ、４Ｅ、４Ｆが設けられている。これら６つの圧電素子４Ａ～４Ｆは、それぞれ、振動部４１の長手方向に伸縮するようになっており、制御装置９による制御によって、圧電素子４Ａ～４Ｆをそれぞれ所定のタイミングで伸縮させることにより、振動部４１が屈曲振動し、この屈曲振動が突出部４４を介してローター本体３１２に伝達されることにより、第１ローター３１が基体２に対して回転軸Ｊまわりに回転する。また、振動部４１には、振動部４１の屈曲振動に応じた検出信号を出力する検出用の圧電素子４Ｇが設けられている。

【0022】

例えば、図３に示す駆動信号Ｖ１を圧電素子４Ａ、４Ｆに印加し、駆動信号Ｖ２を圧電素子４Ｃ、４Ｄに印加し、駆動信号Ｖ３を圧電素子４Ｂ、４Ｅに印加すると、振動部４１が長手方向に伸縮振動しつつ幅方向に屈曲振動し、これらの振動が合成されて、突出部４４の先端が図２中の矢印Ａ１で示すように反時計回りに楕円軌道を描く楕円運動する。これにより、ローター本体３１２が送り出され、ローター本体３１２が矢印Ｂ１で示す方向に回転する。また、駆動信号Ｖ１、Ｖ３の波形を切り換えると、振動部４１が長手方向に伸縮振動しつつ幅方向に屈曲振動し、これらの振動が合成されて、突出部４４が図２中の矢印Ａ２で示すように時計回りに楕円運動する。これにより、ローター本体３１２が送り出され、ローター本体３１２が矢印Ｂ２で示す方向に回転する。なお、以下では、説明の便宜上、駆動信号Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３をまとめて駆動信号Ｖとも言う。

【0023】

以上のような超音波モーター４は、例えば、電磁モーター等の他のモーターと比べて小型化が可能である。そのため、ハンド１の小型化を図ることができる。また、超音波モーター４は、電磁モーターと比べて、低速・高トルクの特性を有し、このような特性は、ハンド１の駆動に適している。そのため、より安定した駆動が可能なハンド１となる。ただし、ローター本体３１２を回転させることができれば、超音波モーター４の構成や印加する駆動信号は、特に限定されない。

【0024】

図１に戻って、第２ローター３２の上端部にはピニオン７０が固定されている。ピニオン７０は、第２ローター３２と共に回転軸Ｊまわりに回転する。また、ピニオン７０には、一対のラック７１、７２が噛合している。ラック７１、７２は、それぞれ、ガイド７１０、７２０を介して基体２に支持され、基体２に対して回転軸Ｊに直交する方向に移動可能である。また、ラック７１、７２は、ピニオン７０を間に挟んで配置されており、ピニオン７０が回転すると、互いに相反方向に移動する。そして、ラック７１には第１指部８１が固定されており、ラック７２には第２指部８２が固定されている。そのため、ピニオン７０を回転させてラック７１、７２を相反方向にスライドさせることにより、第１、第２指部８１、８２を離間および接近させて開閉することができる。

【0025】

以上、ハンド１の構成について説明した。このようなハンド１では、図４に示すように、ワークＷに触れず、第１、第２指部８１、８２にワークＷからの反力Ｎが加わらない状態で、第１、第２指部８１、８２を互いに接近させる方向である挟持方向に第１ローター３１を回転させたときは、コイルばね５１が実質的に弾性変形しない。そのため、第２ローター３２は、第１ローター３１と実質的に同じだけ回転する。したがって、第１ローター３１の回転量θ１と第２ローター３２の回転量θ２とが等しくなる。

【0026】

一方、図５に示すように、第１、第２指部８１、８２がワークＷに触れ、第１、第２指部８１、８２にワークＷからの反力Ｎが加わる状態で、第１、第２指部８１、８２を互いに接近させる挟持方向に第１ローター３１を回転させた場合には、反力Ｎによってコイルばね５１が捩じれる方向に弾性変形し、コイルばね５１の上端と下端とで回転軸Ｊを中心とする回転量に差が生じる。そのため、第１ローター３１の回転量θ１よりも第２ローター３２の回転量θ２が少なくなる。つまり、第１ローター３１の回転量θ１と第２ローター３２の回転量θ２との間に回転量差Δθ＝θ１－θ２が生じ、この回転量差Δθは、ワークＷの把持力と比例する。

【0027】

制御装置９は、回転量θ１、θ２に基づいて第１指部８１と第２指部８２との相対位置Ｚを検出する位置検出部９１と、位置検出部９１が検出した相対位置Ｚを記憶する記憶部９２と、回転量θ１、θ２や回転量差Δθに基づいて超音波モーター４の駆動を制御する駆動制御部９３と、を有する。このような制御装置９は、例えば、コンピューターから構成され、情報を処理するプロセッサー（ＣＰＵ）と、プロセッサーに通信可能に接続されたメモリーと、外部装置との接続を行う外部インターフェースと、を有する。メモリーにはプロセッサーにより実行可能な各種プログラムが保存され、プロセッサーは、メモリーに記憶された各種プログラム等を読み込んで実行することができる。

【0028】

以上、ハンド１の構成について説明した。次に、ハンド１の駆動方法について図６ないし図９に基づいて詳細に説明する。ハンド１の駆動方法は、ワークＷを挟持する挟持動作Ｓ１と、ワークＷを挟持した状態を維持する保持動作Ｓ２と、挟持したワークＷを開放する開放動作Ｓ３と、を有する。

【0029】

まず、挟持動作Ｓ１について説明する。図６に示すように、制御装置９は、まず、ステップＳ１１として、第１エンコーダー６１および第２エンコーダー６２の位置情報を初期化する。次に、制御装置９は、ステップＳ１２として、第１、第２指部８１、８２の間にワークＷを位置させた状態で、超音波モーター４を駆動し、第１、第２指部８１、８２を挟持方向に移動させてこれらでワークＷを挟持する。図７に示すように、第１、第２指部８１、８２がワークＷに接触していない状態ではコイルばね５１が弾性変形せず、第１、第２ローター３１、３２の回転量θ１、θ２が実質的に等しく、回転量差Δθ＝０である。

【0030】

超音波モーター４の駆動を続け、第１、第２指部８１、８２がさらに接近してワークＷに触れるとワークＷからの反力Ｎが生じ、この反力Ｎによってコイルばね５１が回転軸Ｊまわりにねじれ変形する。そのため、コイルばね５１のねじれ変形の分だけ、第２ローター３２の回転量θ２が第１ローター３１の回転量θ１よりも小さくなり、回転量差Δθ＞０となる。超音波モーター４の駆動をさらに続けるとワークＷの把持力が徐々に増し、それに伴って回転量差Δθも徐々に増加する。

【0031】

次に、制御装置９は、ステップＳ１３として、第１、第２指部８１、８２がワークＷに触れ、第１、第２指部８１、８２にワークＷからの反力Ｎが加わったときの第１、第２指部８１、８２の相対位置Ｚを基準相対位置Ｚａとして記憶する。反力Ｎが加わることは、回転量θ１、θ２に差が生じることを意味するため、言い換えると、制御装置９は、回転量θ１、θ２に差が生じ回転量差Δθ＞０となったときの第１、第２指部８１、８２の相対位置Ｚを基準相対位置Ｚａとして記憶する。これにより、基準相対位置Ｚａをより適切に設定することができる。

【0032】

例えば、図７に示すように、第１、第２指部８１、８２を挟持方向に移動させてワークＷを挟持する過程で、位置検出部９１が、回転量θ１、θ２を周期的に繰り返し検出する中で、回転量θ１、θ２に差が生じて回転量差Δθが０から上昇し始めた時刻ｔ０を前記「第１、第２指部８１、８２にワークＷからの反力Ｎが加わったとき」とすることができ、時刻ｔ０における回転量θ２を基準相対位置Ｚａとすることができる。このようにして位置検出部９１が求めた基準相対位置Ｚａは、記憶部９２に記憶される。

【0033】

ここで、制御装置９には、ワークＷを挟持するのに適した目標把持力のときに生じる回転量差Δθが基準回転量差として記憶されている。本実施形態の基準回転量差は、所定の回転量θａに±θαの幅を持たせた値すなわちθａ－θα以上θａ＋θα以下に設定されている。そこで、制御装置９は、θａ－θα≦Δθ≦θａ＋θαとなるように超音波モーター４の駆動を継続する。制御装置９は、ステップＳ１４として、回転量差Δθを基準回転量差と比較し、θａ－θα≦Δθ≦θａ＋θαであるかを判断する。θａ－θα≦Δθ≦θａ＋θαでなければ、θａ－θα≦Δθ≦θａ＋θαとなるまで超音波モーター４の駆動を継続する。反対に、θａ－θα≦Δθ≦θａ＋θαであれば、制御装置９は、ステップＳ１５として、超音波モーター４の駆動を停止し、その把持力を維持する。これにより、ワークＷを目標把持力で把持することができる。

【0034】

なお、前述したように、超音波モーター４の停止時には突出部４４がローター本体３１２に押し付けられており、これらの間に高い摩擦力が生じている。そのため、超音波モーター４の駆動を停止しても第１ローター３１が回転することはなく、ワークＷの把持力を維持し続けることができる。

【0035】

以上、挟持動作について説明した。このような方法によれば、予め設定された把持力でワークＷを適切に把持することができる。そのため、把持力が強すぎてワークＷが破損したり、把持力が弱すぎてワークＷが不本意に離脱したりするのを効果的に抑制することができる。また、十分な把持力でワークＷを把持したら、超音波モーター４を停止するため、それ以上超音波モーター４を過度に駆動することがない。

【0036】

次に、保持動作Ｓ２について説明する。挟持動作Ｓ１が終了してから、ハンド１が開放動作Ｓ３を行う位置および姿勢（以下「目標位置」とも言う）に到達するまでは、ハンド１を保持動作Ｓ２で駆動させる。目標位置へ移動する際、ハンド１に加速度、角速度および振動等の各種外力が加わり、当該外力の影響により、ワークＷの把持力が変化するおそれがある。そのため、制御装置９は、ハンド１が挟持動作Ｓ１を終えてから目標位置に到達するまでの間、把持力が目標把持力に維持されるようにハンド１の駆動を制御する。これにより、ハンド１が挟持動作Ｓ１を終えて目標位置まで移動している最中にワークＷが意図せず離脱したり、ワークＷの位置が意図せずにずれてしまったりするのを効果的に抑制することができ、ワークＷを目標位置までより確実にかつ安定して搬送することができる。

【0037】

図８に示すように、このような保持動作Ｓ２では、制御装置９は、まず、ステップＳ２１として、回転量差Δθ＞θａ＋θαであるかを判断する。回転量差Δθ＞θａ＋θαでない場合、制御装置９は、ステップＳ２２として、回転量差Δθ＜θａ－θαであるかを判断する。反対に、回転量差Δθ＞θａ＋θαの場合、制御装置９は、ステップＳ２３として、超音波モーター４を駆動し、第１ローター３１を開放方向に回転させてワークＷの把持力を下げる。ステップＳ２２において、回転量差Δθ＜θａ－θαである場合、制御装置９は、ステップＳ２４として、超音波モーター４を駆動し、第１ローター３１を挟持方向に回転させてワークＷの把持力を高める。回転量差Δθ＜θａ－θαでない場合および前述のステップＳ２３、Ｓ２４を終えると、制御装置９は、ステップＳ２５として、開放動作Ｓ３の開始指令である開放命令を受け付けたか否かを判断する。開放命令を受け付けていない場合は、ステップＳ２１に戻り、開放命令を受けた場合には、保持動作Ｓ２を終了して開放動作Ｓ３に移行する。

【0038】

以上、保持動作Ｓ２について説明した。このような方法によれば、挟持動作Ｓ１を終えてから目標位置に到達するまで目標把持力で安定してワークＷを把持し続けることができる。そのため、目標位置への移動中にワークＷが意図せず離脱したり、ワークＷの位置が意図せずにずれてしまったりするのを効果的に抑制することができる。なお、保持動作Ｓ２は、これに限定されず、例えば、ステップＳ２１とステップＳ２３は、順序が逆であってもよい。

【0039】

次に、開放動作Ｓ３について説明する。挟持動作Ｓ１により第１、第２指部８１、８２で挟持したワークＷを開放する際、ワークＷが第１、第２指部８１、８２に引っ掛かったり付着したりして、うまく離脱しない場合がある。そこで、ハンド１は、開放動作Ｓ３の際に第１、第２指部８１、８２を振動させて第１、第２指部８１、８２に付着したワークＷを強制的に離脱させる機能を備えている。

【0040】

なお、以下では、説明の便宜上、第１、第２指部８１、８２を振動させて第１、第２指部８１、８２に付着したワークＷを強制的に離脱させる制御を「振動制御」とも言う。また、振動制御時（後述するステップＳ３６、Ｓ３７の繰り返し時）の第１、第２指部８１、８２の振幅をＹとする。振幅Ｙは、実験、シミュレーション等によって予め求められており、制御装置９の記憶部９２に記憶されている。振幅Ｙについてより詳細に説明すると、振動制御時の第１指部８１の振幅をＹ１とし、振動制御時の第２指部８２の振幅をＹ２としたとき、Ｙ＝Ｙ１＋Ｙ２となる。なお、振動制御は、第１、第２指部８１、８２のどちらか一方だけを振動させてもよい。そのため、例えば、第１指部８１だけを振動させる場合には、Ｙ＝Ｙ１であり、第２指部８２だけを振動させる場合には、Ｙ＝Ｙ２である。なお、振動制御は、記憶された振幅Ｙとなるように強制的に振動させる制御であるため、例えば、外部から伝わる揺れによって、第１、第２指部８１、８２が振動するものとは異なる。

【0041】

図９に示すように、このような開放動作Ｓ３では、制御装置９は、まず、ステップＳ３１として、振動制御の要否を判断する。振動制御の要否は、例えば、ワークＷの種類すなわち形状、重さ、材質等によって予めユーザーによって決定されていてもよい。また、ワークＷの種類と振動制御の要否とを紐付けたテーブルを用意し、制御装置９が当該テーブルを参照することにより、振動制御の要否を判断してもよい。

【0042】

振動制御を行う場合、制御装置９は、ステップＳ３２として、記憶部９２から振幅Ｙを読み込み、目標相対位置Ｚｍを決定する。目標相対位置Ｚｍは、基準相対位置Ｚａ＋振幅Ｙ以上（Ｚｍ≧Ｚａ＋Ｙ）、言い換えると、第１、第２指部８１、８２が基準相対位置Ｚａよりも振幅Ｙ以上離間した相対位置に設定される。特に、本実施形態では、Ｚｍ＝Ｚａ＋Ｗである。次に、制御装置９は、ステップＳ３３として、超音波モーター４を駆動し、第１ローター３１を開放方向に回転させる。これにより、第１、第２指部８１、８２が開放方向に移動する。次に、制御装置９は、ステップＳ３４として、第１、第２指部８１、８２の相対位置Ｚが目標相対位置Ｚｍに到達した否かを判断する。つまり、Ｚ≧Ｚｍであるか否かを判断する。

【0043】

Ｚ≧Ｚｍでない場合、すなわちＺ＜Ｚｍの場合、制御装置９は、ステップＳ３３に戻り、Ｚ≧ＺｍとなるまでステップＳ３３を繰り返す。反対に、Ｚ≧Ｚｍである場合、制御装置９は、ステップＳ３５として、超音波モーター４の駆動を停止し、第１、第２指部８１、８２の移動を終了する。次に、制御装置９は、ステップＳ３６として、超音波モーター４を駆動し、第１、第２指部８１、８２の相対位置ＺがＺａ≦Ｚ＜Ｚｍとなるように、第１ローター３１を挟持方向に回転させる。特に、本実施形態では、相対位置ＺがＺａとなるまで第１ローター３１を挟持方向に回転させる。次に、制御装置９は、ステップＳ３７として、超音波モーター４を駆動し、第１、第２指部８１、８２の相対位置ＺがＺ≧Ｚｍとなるように、第１ローター３１を開放方向に回転させる。特に、本実施形態では、相対位置ＺがＺｍとなるまで第１ローター３１を開放方向に回転させる。

【0044】

次に、制御装置９は、ステップＳ３８として、ステップＳ３６、Ｓ３７の実施回数ｉが目標実施回数ｉａ以上となったか否かを判断する。ｉ＜ｉａであれば、制御装置９は、ステップＳ３６、Ｓ３７の実施回数ｉが目標実施回数ｉａ以上となるまでステップＳ３６、Ｓ３７を繰り返す。反対に、ｉ≧ｉａであれば、制御装置９は、ステップＳ３９として、超音波モーター４を駆動し、第１ローター３１を開放方向に回転させる。これにより、第１、第２指部８１、８２が開放方向に移動し、ワークＷに対して十分に開いた状態となる。ステップＳ３１にて振動制御不要と判断した場合も、制御装置９は、ステップＳ３９を行う。

【0045】

以上、開放動作について説明した。このような方法では、ステップＳ３６、Ｓ３７を目標実施回数ｉａ以上高速で繰り返すことにより、第１、第２指部８１、８２を振幅Ｙで振動させている。振動を与えることにより、第１、第２指部８１、８２に付着しているワークＷを強制的に離脱させることができる。したがって、ワークＷをより確実に開放することができる。特に、ハンド１では、第１、第２指部８１、８２の振動が基準相対位置Ｚａと目標相対位置Ｚｍとの繰り返しであり、第１、第２指部８１、８２が最も接近した状態であっても、基準相対位置Ｚａと等しい。基準相対位置Ｚａにおける第１、第２指部８１、８２の離間距離は、ワークＷの幅とほぼ等しいため、このような振動によれば、ワークＷに過度な応力が加わり難い。したがって、振動に起因したワークＷの破損、損傷が効果的に抑制される。また、本実施形態のように、基準相対位置Ｚａへの移動と目標相対位置Ｚｍへの移動とを繰り返すことにより、第１、第２指部８１、８２を簡単な制御で振動させることができる。

【0046】

以上、ハンド１の構成および駆動方法について説明した。このようなハンド１は、前述したように、対象物であるワークＷを挟持する第１指部８１および第２指部８２と、第１指部８１および第２指部８２の少なくとも一方を駆動して第１指部８１と第２指部８２との相対位置Ｚを制御する駆動部としての超音波モーター４と、第１指部８１と第２指部８２との相対位置Ｚを検出する位置検出部９１と、位置検出部９１が検出した相対位置Ｚを記憶する記憶部９２と、超音波モーター４の駆動を制御する駆動制御部９３と、を有する。また、位置検出部９１は、第１指部８１および第２指部８２がワークＷを挟むときの第１指部８１と第２指部８２との相対位置Ｚを基準相対位置Ｚａとして検出し、記憶部９２は、基準相対位置Ｚａを記憶し、駆動制御部９３は、第１指部８１および第２指部８２に挟持されたワークＷを開放する指示を受け付けたら、超音波モーター４により、第１指部８１および第２指部８２の相対位置Ｚを基準相対位置Ｚａよりも離間した目標相対位置Ｚｍとし、目標相対位置Ｚｍとなったら、超音波モーター４により、第１指部８１および第２指部８２の少なくとも一方を振動させる。その際、目標相対位置Ｚｍは、第１指部８１および第２指部８２が基準相対位置Ｚａよりも振動の振幅Ｙ以上離間している。このような構成によれば、第１、第２指部８１、８２を振動させてもワークＷに過度な応力が加わり難い。したがって、振動に起因したワークＷの破損、損傷が効果的に抑制される。

【0047】

また、前述したように、基準相対位置Ｚａは、第１指部８１および第２指部８２にワークＷからの反力Ｎが加わったときの位置である。これにより、基準相対位置Ｚａをより適切に設定することができる。

【0048】

また、前述したように、振動は、基準相対位置Ｚａへの移動と目標相対位置Ｚｍへの移動との繰り返しである。これにより、第１、第２指部８１、８２を簡単な制御で振動させることができる。

【0049】

また、前述したように、ハンド１の駆動方法は、第１指部８１および第２指部８２と、第１指部８１および第２指部８２の少なくとも一方を駆動して第１指部８１と第２指部８２との相対位置Ｚを制御する駆動部としての超音波モーター４と、第１指部８１と第２指部８２との相対位置Ｚを検出する位置検出部９１と、を有し、第１指部８１と第２指部８２とで対象物であるワークＷを挟持するハンド１の駆動方法であり、位置検出部９１により、第１指部８１および第２指部８２がワークＷを挟むときの第１指部８１と第２指部８２との相対位置Ｚを基準相対位置Ｚａとして検出するステップＳ１３と、第１指部８１および第２指部８２に挟持されたワークＷを開放する指示を受け付けたら、超音波モーター４により、第１指部８１および第２指部８２の相対位置Ｚを基準相対位置Ｚａよりも離間した目標相対位置ＺｍとするステップＳ３４と、目標相対位置Ｚｍとなったら、超音波モーター４により、第１指部８１および第２指部８２の少なくとも一方を振動させるステップＳ３６、Ｓ３７と、を有する。そして、目標相対位置Ｚｍは、第１指部８１および第２指部８２が基準相対位置Ｚａよりも振動の振幅Ｙ以上離間している。このような駆動方法によれば、第１、第２指部８１、８２を振動させてもワークＷに過度な応力が加わり難い。したがって、振動に起因したワークＷの破損、損傷が効果的に抑制される。

【0050】

また、前述したように、振動させるステップＳ３６、Ｓ３７に先立って、振幅Ｙに基づいて目標相対位置Ｚｍを決定するステップＳ３２を有する。これにより、振動させるステップＳ３６、Ｓ３７をスムーズに行うことができる。

【0051】

＜第２実施形態＞
図１０は、第２実施形態に係るハンドの開放動作の手順を示すフローチャートである。

【0052】

本実施形態のハンド１は、開放動作Ｓ３において振動を与える方法が異なること以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、以下の説明では、本実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図１０において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。

【0053】

本実施形態の開放動作Ｓ３では、超音波モーター４を第１指部８１または第２指部８２の共振周波数ｆ０で駆動することにより、第１指部８１または第２指部８２を振動させる。本実施形態では、第１、第２指部８１、８２が互いに同様の構成であるため、第１、第２指部８１、８２の共振周波数ｆ０は、互いに等しいものとして以下説明する。第１、第２指部８１、８２の共振周波数ｆ０は、実験、シミュレーション等によって予め求められ、記憶部９２に記憶されている。

【0054】

図１０に示すように、本実施形態の開放動作Ｓ３では、制御装置９は、まず、ステップＳ３１Ａとして、振動制御の要否を判断する。振動制御を行う場合、制御装置９は、ステップＳ３２Ａとして、記憶部９２から振幅Ｙを読み込み、振幅Ｙと基準相対位置Ｚａとから目標相対位置Ｚｍを決定する。なお、本実施形態の振幅Ｙは、後述するステップＳ３６Ａにおける第１、第２指部８１、８２の共振の振幅である。次に、制御装置９は、ステップＳ３３Ａとして、超音波モーター４を駆動し、第１ローター３１を開放方向に回転させる。これにより、第１、第２指部８１、８２が開放方向に移動する。次に、制御装置９は、ステップＳ３４Ａとして、第１、第２指部８１、８２の相対位置Ｚが目標相対位置Ｚｍに到達した否かを判断する。つまり、Ｚ≧Ｚｍであるか否かを判断する。

【0055】

Ｚ≧Ｚｍでない場合、制御装置９は、ステップＳ３３Ａに戻り、Ｚ≧ＺｍとなるまでステップＳ３３Ａを繰り返す。反対に、Ｚ≧Ｚｍである場合、制御装置９は、ステップＳ３５Ａとして、超音波モーター４の駆動を停止する。ここまでは、前述した第１実施形態と同様である。

【0056】

次に、制御装置９は、ステップＳ３６Ａとして、第１、第２指部８１、８２の共振周波数ｆ０で超音波モーター４を駆動する。具体的には、共振周波数ｆ０と等しい周波数に設定された駆動電圧を圧電素子４Ａ～４Ｆに同位相で印加し、振動部４１を共振周波数ｆ０で長手方向に縦振動させる。そして、当該振動が第１、第２指部８１、８２に伝わり、第１、第２指部８１、８２が共振する。

【0057】

次に、制御装置９は、ステップＳ３７Ａとして、共振周波数ｆ０による超音波モーター４の駆動時間が所定時間Ｔ（秒）を経過したか否かを判断する。所定時間Ｔを経過していなければ、制御装置９は、ステップＳ３６Ａに戻る。反対に、所定時間Ｔを経過していれば、制御装置９は、ステップＳ３８Ａとして、超音波モーター４の駆動を停止する。次に、制御装置９は、ステップＳ３９Ａとして、超音波モーター４を駆動し、第１ローター３１を開放方向に回転させる。これにより、第１、第２指部８１、８２が開放方向に移動し、ワークＷに対して十分に開いた状態となる。ステップＳ３１Ａにて振動制御不要と判断した場合も、制御装置９は、ステップＳ３９Ａを行う。

【0058】

以上、開放動作Ｓ３について説明した。このような方法では、ステップＳ３６Ａによって第１、第２指部８１、８２を共振させている。これにより、第１、第２指部８１、８２に付着しているワークＷを強制的に離脱させることができる。したがって、ワークＷをより確実に開放することができる。特に、ハンド１では、第１、第２指部８１、８２の共振を利用しているため、第１、第２指部８１、８２をより確実にかつより大きい振幅Ｙで振動させることができる。そのため、付着しているワークＷをより確実に離脱させることができる。また、共振を利用することにより、第１、第２指部８１、８２を容易に振動させることができる。

【0059】

以上のように、本実施形態のハンド１は、駆動部としての超音波モーター４を備え、超音波モーター４を第１指部８１または第２指部８２の共振周波数ｆ０で駆動することにより振動を発生させる。これにより、第１、第２指部８１、８２の共振を利用することができ、第１、第２指部８１、８２をより確実にかつより大きい振幅Ｙで振動させることができる。そのため、付着しているワークＷをより確実に離脱させることができる。

【0060】

このような第２実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。

【0061】

＜第３実施形態＞
図１１は、第３実施形態に係るハンドを示す断面図である。図１２は、図１１のハンドの開放動作の手順を示すフローチャートである。

【0062】

本実施形態のハンド１は、開放動作Ｓ３において振動制御の要否を判断するタイミングが異なること以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、以下の説明では、本実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図１１および図１２において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。

【0063】

図１１に示すように、本実施形態のハンド１は、第１、第２指部８１、８２のワークＷとの接触面に配置され、第１、第２指部８１、８２とワークＷとの接触を検出する力覚センサー１０を有する。なお、第１、第２指部８１、８２とワークＷとの接触を検出することができれば力覚センサー１０に限定されず、例えば、歪みゲージを用いたロードセルを用いてもよい。また、カメラを用いて第１、第２指部８１、８２とワークＷとの接触を検出する構成であってもよい。

【0064】

次に、ハンド１の駆動方法について説明する。本実施形態の駆動方法は、開放動作Ｓ３だけが第１実施形態と異なるため、以下では、開放動作Ｓ３だけを説明する。本実施形態の開放動作Ｓ３は、第１、第２指部８１、８２を開放方向へ移動させてワークＷの開放を試みた後に振動制御の要否を判断する点で、第１実施形態と異なる。

【0065】

図１２に示すように、本実施形態の開放動作Ｓ３では、制御装置９は、まず、ステップＳ３１Ｂとして、記憶部９２から振幅Ｙを読み込み、振幅Ｙと基準相対位置Ｚａとから目標相対位置Ｚｍを決定する。次に、制御装置９は、ステップＳ３２Ｂとして、超音波モーター４を駆動し、第１ローター３１を開放方向に回転させる。これにより、第１、第２指部８１、８２を開放方向に移動させ、ワークＷの開放を試みる。次に、制御装置９は、ステップＳ３３Ｂとして、第１、第２指部８１、８２の相対位置Ｚが目標相対位置Ｚｍに到達した否かを判断する。つまり、Ｚ≧Ｚｍであるか否かを判断する。Ｚ≧Ｚｍでない場合、すなわちＺ＜Ｚｍの場合、制御装置９は、ステップＳ３２Ｂに戻り、Ｚ≧ＺｍとなるまでステップＳ３２Ｂを繰り返す。

【0066】

反対に、Ｚ≧Ｚｍである場合、制御装置９は、ステップＳ３４Ｂとして、超音波モーター４の駆動を停止する。次に、制御装置９は、ステップＳ３５Ｂとして、力覚センサー１０からの信号に基づいて力覚センサー１０にワークＷが接触しているか否か、つまり、第１、第２指部８１、８２にワークＷが付着しているか否かを判断する。ワークＷが付着している場合、制御装置９は、ステップＳ３６Ｂとして、振動制御の要否を判断する。付着したワークＷを離脱させる必要があるため、制御装置９は、通常では振動制御が必要と判断するが、例えば、個別な或いは特殊な事情を有する場合には、振動制御は不要と判断することもできる。また、このような判断を行うことなく、ステップＳ３５ＢでワークＷが付着していると判断された場合には必ず振動制御を行うこととしてもよい。

【0067】

次に、制御装置９は、ステップＳ３７Ｂとして、超音波モーター４を駆動し、第１、第２指部８１、８２の相対位置ＺがＺａ≦Ｚ＜Ｚｍとなるように、第１ローター３１を挟持方向に回転させる。特に、本実施形態では、相対位置ＺがＺａとなるまで第１ローター３１を挟持方向に回転させる。次に、制御装置９は、ステップＳ３８Ｂとして、超音波モーター４を駆動し、第１、第２指部８１、８２の相対位置ＺがＺ≧Ｚｍとなるように、第１ローター３１を開放方向に回転させる。特に、本実施形態では、相対位置ＺがＺｍとなるまで第１ローター３１を開放方向に回転させる。

【0068】

次に、制御装置９は、ステップＳ３９Ｂとして、ステップＳ３７Ｂ、Ｓ３８Ｂの実施回数ｉが目標実施回数ｉａ以上となったか否かを判断する。ｉ＜ｉａであれば、制御装置９は、ステップＳ３７Ｂに戻り、ステップＳ３７Ｂ、Ｓ３８Ｂの実施回数ｉが目標実施回数ｉａ以上となるまでステップＳ３７Ｂ、Ｓ３８Ｂを繰り返す。反対に、ｉ≧ｉａであれば、制御装置９は、ステップＳ３０Ｂとして、超音波モーター４を駆動し、第１ローター３１を開放方向に回転させる。これにより、第１、第２指部８１、８２が開放方向に移動し、ワークＷに対して十分に開いた状態となる。ステップＳ３５ＢにてワークＷが付着していないと判断した場合、ステップＳ３６Ｂにて振動制御は不要と判断した場合も、制御装置９は、ステップＳ３０Ｂを行う。

【0069】

以上、開放動作Ｓ３について説明した。このような方法では、ワークＷの開放を試みた結果、ワークＷが第１、第２指部８１、８２に付着している場合にだけ振動制御を行う。そのため、無駄な振動制御の実施が抑制され、その分、ハンド１のサイクルタイムが短くなる。

【0070】

このような第３実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。

【0071】

＜第４実施形態＞
図１３は、第４実施形態に係るハンドを示す断面図である。図１４は、図１３のハンドの挟持動作の手順を示すフローチャートである。図１５は、図１３のハンドの保持動作の手順を示すフローチャートである。

【0072】

本実施形態のハンド１は、伝達部５の構成が異なること、第２エンコーダー６２が省略されていること以外は、前述した第３実施形態と同様である。なお、以下の説明では、本実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図１３～図１５において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。

【0073】

図１３に示すハンド１においては、伝達部５は、硬質であり、弾性を有さない。つまり、ワークＷからの反力Ｎ程度では実質的に変形しない。そのため、第１ローター３１と第２ローター３２とは、伝達部５によって直結されているとも言える。また、第１ローター３１、伝達部５および第２ローター３２をまとめて第１ローター３１とし、第１ローター３１の上端部にピニオン７０が接続されているとも言える。このように、第１ローター３１と第２ローター３２とが直結されているため、第１、第２エンコーダー６１、６２のいずれか一方が不要となる。そのため、本実施形態では、第２エンコーダー６２を省略している。

【0074】

以上、ハンド１の構成について説明した。次に、ハンド１の駆動方法について図１４および図１５に基づいて詳細に説明する。ハンド１の駆動方法は、ワークＷを挟持する挟持動作Ｓ１と、ワークＷを挟持した状態を維持する保持動作Ｓ２と、挟持したワークＷを開放する開放動作Ｓ３と、を有する。このうち、開放動作Ｓ３については、前述した第１実施形態と同様であるため、以下では、挟持動作Ｓ１および保持動作Ｓ２についてのみ説明する。

【0075】

まず、挟持動作Ｓ１について説明する。図１４に示すように、制御装置９は、まず、ステップＳ１１Ｃとして、第１エンコーダー６１の位置情報を初期化する。次に、制御装置９は、ステップＳ１２Ｃとして、第１、第２指部８１、８２の間にワークＷを位置させた状態で、超音波モーター４を駆動し、第１、第２指部８１、８２を挟持方向に移動させる。超音波モーター４の駆動を続け、第１、第２指部８１、８２がワークＷに触れると、それに応じた信号が力覚センサー１０から出力される。そのため、制御装置９は、ステップＳ１３Ｃとして、力覚センサー１０からの出力と回転量θ１とに基づいて、第１、第２指部８１、８２がワークＷに触れたときの第１、第２指部８１、８２の相対位置Ｚを求め、これを基準相対位置Ｚａとして記憶する。

【0076】

ここで、制御装置９には、ワークＷを挟持するのに適した目標把持力のときに生じる力覚センサー１０の信号強度が目標信号強度として記憶されている。そこで、制御装置９は、力覚センサー１０の信号強度が目標信号強度の範囲内となるように超音波モーター４の駆動を継続する。制御装置９は、ステップＳ１４Ｃとして、力覚センサー１０の信号強度と目標信号強度とを比較し、力覚センサー１０の信号強度が目標信号強度の範囲内にあるか否かを判断する。力覚センサー１０の信号強度が目標信号強度の範囲内になければ、力覚センサー１０の信号強度が目標信号強度の範囲内となるまで超音波モーター４の駆動を継続する。反対に、力覚センサー１０の信号強度が目標信号強度の範囲内にあれば、制御装置９は、ステップＳ１５Ｃとして、超音波モーター４の駆動を停止し、その把持力を維持する。これにより、ワークＷを目標把持力で把持することができる。

【0077】

次に、保持動作Ｓ２について説明する。図１５に示すように、制御装置９は、まず、ステップＳ２１Ｃとして、力覚センサー１０の信号強度が目標信号強度の上限値を超えているか否かを判断する。力覚センサー１０の信号強度が目標信号強度の上限値を超えていない場合、制御装置９は、ステップＳ２２Ｃとして、力覚センサー１０の信号強度が目標信号強度の下限値未満であるか否かを判断する。反対に、力覚センサー１０の信号強度が目標信号強度の上限値を超えている場合、制御装置９は、ステップＳ２３Ｃとして、超音波モーター４を駆動し、第１ローター３１を開放方向に回転させてワークＷの把持力を下げる。

【0078】

ステップＳ２２Ｃにおいて、力覚センサー１０の信号強度が目標信号強度の下限値未満の場合、制御装置９は、ステップＳ２４Ｃとして、超音波モーター４を駆動し、第１ローター３１を挟持方向に回転させてワークＷの把持力を高める。反対に、力覚センサー１０の信号強度が目標信号強度の下限値未満でない場合や、前述のステップＳ２３Ｃ、Ｓ２４Ｃを終えた場合、制御装置９は、ステップＳ２５Ｃとして、開放動作Ｓ３の開始指令である開放命令を受け付けたか否かを判断する。開放命令を受け付けていない場合は、ステップＳ２１に戻り、開放命令を受けた場合には、保持動作Ｓ２を終了して開放動作Ｓ３に移行する。

【0079】

このような第４実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。

【0080】

以上、本発明のハンドの駆動方法およびハンドを図示の好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、前述した各実施形態を適宜組み合わせてもよい。

【符号の説明】

【0081】

１…ハンド、１０…力覚センサー、２…基体、３１…第１ローター、３１１…基部、３１２…ローター本体、３２…第２ローター、４…超音波モーター、４Ａ…圧電素子、４Ｂ…圧電素子、４Ｃ…圧電素子、４Ｄ…圧電素子、４Ｅ…圧電素子、４Ｆ…圧電素子、４Ｇ…圧電素子、４１…振動部、４２…支持部、４３…梁部、４４…突出部、４６…付勢部材、５…伝達部、５１…コイルばね、６１…第１エンコーダー、６１１…スケール、６１２…発光素子、６１３…受光素子、６２…第２エンコーダー、６２１…スケール、６２２…発光素子、６２３…受光素子、７０…ピニオン、７１…ラック、７１０…ガイド、７２…ラック、７２０…ガイド、８１…第１指部、８２…第２指部、９…制御装置、９１…位置検出部、９２…記憶部、９３…駆動制御部、Ａ１…矢印、Ａ２…矢印、Ｂ１…矢印、Ｂ２…矢印、ＢＢ１…ベアリング、ＢＢ２…ベアリング、Ｊ…回転軸、Ｎ…反力、Ｓ１…挟持動作、Ｓ１１…ステップ、Ｓ１１Ｃ…ステップ、Ｓ１２…ステップ、Ｓ１２Ｃ…ステップ、Ｓ１３…ステップ、Ｓ１３Ｃ…ステップ、Ｓ１４…ステップ、Ｓ１４Ｃ…ステップ、Ｓ１５…ステップ、Ｓ１５Ｃ…ステップ、Ｓ２…保持動作、Ｓ２１…ステップ、Ｓ２１Ｃ…ステップ、Ｓ２２…ステップ、Ｓ２２Ｃ…ステップ、Ｓ２３…ステップ、Ｓ２３Ｃ…ステップ、Ｓ２４…ステップ、Ｓ２４Ｃ…ステップ、Ｓ２５…ステップ、Ｓ２５Ｃ…ステップ、Ｓ３…開放動作、Ｓ３０Ｂ…ステップ、Ｓ３１…ステップ、Ｓ３１Ａ…ステップ、Ｓ３１Ｂ…ステップ、Ｓ３２…ステップ、Ｓ３２Ａ…ステップ、Ｓ３２Ｂ…ステップ、Ｓ３３…ステップ、Ｓ３３Ａ…ステップ、Ｓ３３Ｂ…ステップ、Ｓ３４…ステップ、Ｓ３４Ａ…ステップ、Ｓ３４Ｂ…ステップ、Ｓ３５…ステップ、Ｓ３５Ａ…ステップ、Ｓ３５Ｂ…ステップ、Ｓ３６…ステップ、Ｓ３６Ａ…ステップ、Ｓ３６Ｂ…ステップ、Ｓ３７…ステップ、Ｓ３７Ａ…ステップ、Ｓ３７Ｂ…ステップ、Ｓ３８…ステップ、Ｓ３８Ａ…ステップ、Ｓ３８Ｂ…ステップ、Ｓ３９…ステップ、Ｓ３９Ａ…ステップ、Ｓ３９Ｂ…ステップ、Ｔ…所定時間、Ｖ…駆動信号、Ｖ１…駆動信号、Ｖ２…駆動信号、Ｖ３…駆動信号、Ｗ…ワーク、Ｙ…振幅、Ｚ…相対位置、Ｚａ…基準相対位置、Ｚｍ…目標相対位置、ｆ０…共振周波数、ｉ…実施回数、ｉａ…目標実施回数、Δθ…回転量差、θ１…回転量、θ２…回転量

【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】