High-Power, Flexible, Robust Hand: Development of Musculoskeletal Hand Using Machined Springs and Realization of Self-Weight Supporting Motion with Humanoid

要約

人間は立ったり歩いたりする際に体を支えるだけでなく、棒などをぶら下げて手で体を支えることもできます。
しかし、ほとんどの人型ロボットは足だけで体を支えており、手は体を支えるには弱すぎるため、物体を操作するためだけに手を使います。
強い手があれば、人型ロボットはより幅広いシーンで活動できるようになるはずだ。
そこで、等身大の人型ロボットの体を支えることができる新たな等身大の五本指ハンドを開発しました。
腱によって駆動され、前腕の作動が不十分な手とアクチュエーターが大きな握力を生み出します。
削り出しバネを使用したフレキシブル関節を備えたハンドで、アタッチメントとの一体設計が可能です。
そのため、小型でありながら構造強度と耐衝撃性を両立しています。
その他の特徴として、このハンドには外力を測定するための力センサーが搭載されており、指を屈曲させるためのアクチュエーターの数は指に比べて少ないものの、物体に沿って指を屈曲させることができます。
開発したハンドを筋骨格系ヒューマノイド「ケンゴロウ」に装着し、腕立て伏せ動作とぶら下がり動作という2つの自重支持動作を実現しました。

要約(オリジナル)

Human can not only support their body during standing or walking, but also support them by hand, so that they can dangle a bar and others. But most humanoid robots support their body only in the foot and they use their hand just to manipulate objects because their hands are too weak to support their body. Strong hands are supposed to enable humanoid robots to act in much broader scene. Therefore, we developed new life-size five-fingered hand that can support the body of life-size humanoid robot. It is tendon-driven and underactuated hand and actuators in forearms produce large gripping force. This hand has flexible joints using machined springs, which can be designed integrally with the attachment. Thus, it has both structural strength and impact resistance in spite of small size. As other characteristics, this hand has force sensors to measure external force and the fingers can be flexed along objects though the number of actuators to flex fingers is less than that of fingers. We installed the developed hand on musculoskeletal humanoid ‘Kengoro’ and achieved two self-weight supporting motions: push-up motion and dangling motion.

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