机器手的手指机构制造技术

一种机器手的手指机构（１），该手指机构（１）的手指单元（２）包括前端侧手指连杆（３）、根部侧手指连杆（４）和连结前端侧手指连杆（３）与根部侧手指连杆（４）之间的手指关节部（５）。由于前端侧手指连杆（３）始终被受扭螺旋弹簧（８）作用着以手指关节轴（６）中心、朝向机器手的握紧方向（Ａ）的转矩，因此，能降低为了将手指机构（１）朝握紧方向（Ａ）驱动所需的电磁电动机（７）的输出转矩。能实现使用低输出且小型的致动器获得机器手的握紧方向上所需的驱动力的机器手的手指机构。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种机器手的手指机构，特别地，涉及一种为了实现该手指机构的小 型化、低成本化的改进技术。
技术介绍
作为进行物体的把持和操纵的机器手，本申请的申请人提出有专利文献1、2中公 开的装置。在上述专利文献中所公开的机器手的手指机构中，一般来说，与将手指朝握紧物 体方向驱动时所需的力相比，用于将手指朝打开方向驱动的力可以较小，根据驱动方向所 需的力之间存在大的差别。不过，用于机器手的手指关节的驱动的电磁电动机并不区分旋 转方向，而是产生相同的转矩。因此，在机器手的手指机构中，需要使用可产生握紧所需的 驱动转矩的致动器。例如，相对于打开方向上所需的转矩，握紧方向上需要3倍的驱动转矩 时，需要装入可产生3倍的驱动转矩的致动器。对于机器手的手指机构的小型化、低成本 化，用于将手指机构朝握紧方向和打开方向驱动的致动器的小型化、低负载量化是有效的。专利文献1 日本专利特开2006-26806号公报专利文献2 日本专利特开2006-26807号公报
技术实现思路
本专利技术鉴于上述技术问题而作，其目的在于提供一种能使用低输出且小型的致动 器获得机器手的握紧方向上所需的驱动力的机器手的手指机构。为解决上述技术问题，本专利技术的机器手的手指机构的特征是，包括构成机器手的手指的根部侧手指连杆和前端侧手指连杆；将上述前端侧手指连杆以能朝上述机器手的握紧方向和打开方向旋转的方式连 结到上述根部侧手指连杆上的手指关节轴；对上述前端侧手指连杆朝上述握紧方向始终作用规定的力的施力构件；以及用于使上述前端侧手指连杆以上述手指关节轴为中心朝上述握紧方向和上述打 开方向旋转的电动机。作为上述施力构件，能使用架设于上述前端侧手指连杆与上述根部侧手指连杆之 间的螺旋弹簧或受扭弹簧。此外，本专利技术的机器手的多关节型手指机构的特征是，包括构成机器手的手指的根部侧手指连杆、至少一根中间手指连杆、前端侧手指连 杆；将上述前端侧手指连杆以能朝上述机器手的握紧方向和打开方向旋转的方式连 结到上述中间手指连杆上的前端侧手指关节轴；将上述中间手指连杆以能朝上述机器手的握紧方向和打开方向旋转的方式连结 到上述根部侧手指连杆上的根部侧手指关节轴；对上述前端侧手指连杆朝上述握紧方向始终作用规定的力的前端侧施力构件；用于使上述前端侧手指连杆以上述前端侧手指关节轴为中心朝上述握紧方向和 上述打开方向旋转的前端侧电动机；对上述中间手指连杆朝上述握紧方向始终作用规定的力的根部侧施力构件；以及用于使上述中间手指连杆以上述根部侧手指关节轴为中心朝上述握紧方向和上 述打开方向旋转的根部侧电动机。作为上述前端侧施力构件和上述根部侧施力构件，能使用螺旋弹簧或受扭弹簧。在本专利技术的机器手的手指机构中，机器手的手指的前端侧手指连杆始终被螺旋弹 簧等施力构件朝机器手的握紧方向施力。相对于为了将前端侧手指连杆朝机器手的打开方 向驱动所需的驱动力，为了将该前端侧连杆朝握紧方向驱动需要3倍的驱动力，通过施力 构件的施力，将与为了将前端侧手指连杆朝打开方向驱动所需的驱动力相同的驱动力始终 作用于前端侧手指连杆。此时，为了将前端侧手指连杆朝握紧方向驱动，只需要将前端侧手指连杆朝打开 方向驱动时的2倍的驱动力即可。在朝打开方向驱动时，需要克服施力构件的施力来驱动 前端侧手指连杆，因此，仍然需要2倍的驱动力。所以，能使用可产生2倍的驱动力的电动 机将前端侧手指连杆朝握紧方向和打开方向驱动，不需要使用可产生3倍驱动力的大型且 高价的电动机，能改善电动机的利用效率。因此，对于手指机构的小型化、低成本化是有利 的。在将本专利技术应用于机器手的多关节型手指机构的情形下，也能获得同样的作用效^ ο附图说明图1是表示应用本专利技术的机器手的单个关节型的手指机构的主要部分的说明图。图2是表示在图1的手指机构中，使用拉力螺旋弹簧来取代受扭螺旋弹簧的情形 的例子的说明图。(符号说明)1机器手的手指机构2手指单元3前端侧手指连杆3a前端部3b后端部4根部侧手指连杆4a前端部4b后端部5关节部6关节轴6a中心轴线7电磁电动机8受扭螺旋弹簧8A拉力螺旋弹簧9、9A、10、10A 弹簧栓A机器手的握紧方向B机器手的打开方向具体实施例方式以下，参照附图对应用本专利技术的机器手的手指机构的实施方式进行说明。图1是表示本实施方式的机器手的手指机构的主要部分的说明图。机器手的手指 机构1包括一根或多根手指或手指单元2，图中仅表示一根的手指单元。手指单元2包括前 端侧手指连杆3、根部侧手指连杆4和连结前端侧手指连杆3与根部侧手指连杆4之间的手 指关节部5。前端侧手指连杆3例如由细长板构件形成，其后端部3b以前端侧手指连杆3在与 手指关节轴6的中心轴线6a正交的方向上延伸的状态连结固定于手指关节部5的手指关 节轴6。当手指关节轴6旋转时，前端侧手指连杆3以该手指关节轴6为中心，朝机器手的 握紧方向A和打开方向B旋转。手指关节部5的手指关节轴6被根部侧手指连杆4的前端部4a支承成能自由旋 转。手指关节部5包括电磁电动机7，利用电磁电动机7驱动手指关节轴6旋转。根部侧手 指连杆4的后端部4b例如安装于规定机器手的手掌(未图示)的部位。在手指关节轴6处配置有将其外周面以同轴状态围住的受扭螺旋弹簧8。该受扭 螺旋弹簧8的一端8a与固定于前端侧手指连杆3的前端部3a的侧面的弹簧栓9连结，另 一端8b与固定于根部侧手指连杆4的从前端部4a到后端部4b之间的中间部位的侧面的 弹簧栓10连结。通过受扭螺旋弹簧8，对前端侧手指连杆3始终作用有以手指关节轴6为 中心、朝向握紧方向A的弹簧力。在该结构的机器手的手指机构1中，相对于用于将前端侧手指连杆3朝机器手的 打开方向B驱动所需的驱动转矩，为了将该前端侧手指连杆3朝握紧方向A驱动，需要3倍 的驱动力。此外，通过受扭螺旋弹簧6的弹簧力，将与用于将前端侧手指连杆3朝打开方向 B驱动所需的驱动转矩相同的驱动转矩始终作用于前端侧手指连杆3。此时，为了将前端侧手指连杆3朝握紧方向A驱动，只需要将前端侧手指连杆3朝 打开方向B驱动时的2倍的驱动转矩即可。将前端侧手指连杆3朝打开方向B驱动时，需 要克服受扭螺旋弹簧8的弹簧力来驱动前端侧手指连杆3，因此，仍然需要2倍的驱动转矩。 所以，能使用可产生2倍的驱动转矩的电磁电动机7，将前端侧手指连杆3朝握紧方向A和 打开方向B驱动。由于不再需要使用以往那样的可产生3倍的驱动转矩的大型且高价的 电动机，因此，能改善电动机的利用效率，此外，对于手指机构的小型化、低成本化也是有利 的。图2是表示使用拉力螺旋弹簧作为将前端侧手指连杆3朝握紧方向施力的施力构 件时的机器手的手指机构的主要部分的说明图。如图所示，在安装于前端侧手指连杆3的 后端部3b的侧面的弹簧栓9A与安装于根部侧手指单元4的后端部4a的侧面的弹簧栓IOA 之间，以拉伸状态架设有拉力螺旋弹簧8A。该结构的机器手的手指机构IA也起到与图1所 示的手指机构1相同的作用效果。上述各例以单关节型的手指单元为例，但本专利技术当然也可同样应用于具有多关节型的手指单元的手指机构。例如，在前端侧手指连杆3与根部侧手指连杆4之间连结中间手指连杆，从而构成 具有前端侧关节部和根部侧关节部的两关节的手指机构，只需利用前端侧施力构件对前端 侧手指连杆3始终本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机器手的手指机构（１），其特征在于，包括：构成机器手的手指（２）的根部侧手指连杆（４）和前端侧手指连杆（３）；将所述前端侧手指连杆（３）以能朝所述机器手的握紧方向（Ａ）和打开方向（Ｂ）旋转的方式连结到所述根部侧手指连杆（４）上的手指关节轴（６）；对所述前端侧手指连杆（３）朝所述握紧方向（Ａ）始终作用规定的力的施力构件（８、８Ａ）；以及用于使所述前端侧手指连杆（３）以所述手指关节轴（６）为中心朝所述握紧方向（Ａ）和所述打开方向（Ｂ）旋转的电动机（７）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：金山尚树，
申请(专利权)人：谐波传动系统有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]