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Shadow Dextrous Hand E1M3/E1P1


24関節・20自由度
人間の指の動きを忠実に再現
5本指超技巧ロボットハンド

Shadow Dextrous Hand E1M3
Model E1M3 モーター駆動式
Shadow Hand

人間の指の動きならではの精密で器用な動作を完全再現
・ 危険物取り扱いなどの高度な遠隔操作
・ 物体の把持方法の研究・人間工学
・ ブレインマシンインターフェイス
・ 製造ライン

  Shadow Dextrous Hand E1P1
Model E1P1 空気圧駆動式



概要

Shadow Handは、人間の手の動きをきわめて忠実に再現する、最先端のロボットハンドです。 精巧に設計された5本の指は、人の指に相当する把持力と応答速度を持ち、24の関節によって自在な動きを可能にします。 各関節に実装されたセンサが指に伝わる力を検知し、硬いものはしっかりと柔らかいものは軽くつかみ、壊れやすいものでも壊さずつかむコンプライアンスが保たれます。 また物に触れた事を検知する触覚センサが指先に組み込まれており、更にオプションで指先に伝わる力の方向や振動を検知する多感覚センサも用意されています。 全ての関節を制御するアクチュエータ、センサ、制御及びインターフェイス回路は、一体型のハンドユニット内に収められており、アームやマニピュレータへの取り付けと操作を容易にしております。

Shadow Handにはモーター駆動式と空気圧駆動式の2種類が用意されており、モーター駆動式のModel E1M3は、Shadow Robot社の独自技術Smart Motorアクチュエータを使用しています。 Smart Motorは、力と位置制御用回路、モーター、ギヤボックス、力センサ、そして通信部をコンパクトなユニットに統合しています。 空気圧制御ハンド Model E1P1は、40本のエアマッスルアクチュエータで構成されており、空気圧制御ならではのコンプライアンスを特長としています。 標準の右手モデルに加えて左手モデルも用意されており、さらに3本指ハンドも提供されており、必要に応じて5本指へのアップグレードも可能です。



外形寸法

Shadow Handは平均的な成人男性の手の大きさに合わせて作られています。 親指を除く4本の指の長さはすべて同じですが、人間の手と同じ指先位置になるように、指の付け根の位置が調整されています。

指の長さ100mm
親指の長さ102mm
掌の長さ(中指の付け根から手首まで)99mm
掌の厚さ22mm
掌の幅84mm
親指付け根の厚さ34mm
前腕部(ハンドユニット底部から手首軸まで)183mm (Model E1M3)
413.6mm (Model E1P1)
重量4kg (Model E1M3)
3.9kg (Model E1P1)


キネマティック構造

Shadow Handのキネマティクスは、可能な限り人間の手に近くなるように構成されています。親指を除く4本の指は3自由度の動きと4つの関節を持ち、親指は5自由度5関節を持っています。小指は内側に曲がるもうひとつの関節があります。更に手首には前後左右に曲がる2自由度2関節があり、合計20自由度24関節となります。


4本の指の自由度が関節の数と一致しないのは、各指の遠位指節間関節(第1関節)が、人間の指と同様に近位指節間関節(第2関節)と連動しているため、遠位指節間関節の動きは能動的なものとなるからです。自由度を持つ各指の関節は、可動範囲全体で±1度で制御する事ができます。


通信インターフェイス・開発環境

Shadow Handは外部インターフェイスとしてEtherCATまたはCANbusを実装しており、ホストPCとの接続はこれらインターフェイスによる直接制御、あるいはGigabitイーサーネットを介して制御する事ができます。
開発環境としてはGNU GPLベースのライブラリが提供されており、さらにロボット制御用オペ―レーティングシステム ROS(Robot Operating System)も完全にインテグレートしています。

CANBus100mmEtherCAT
関節センサ更新率100Hz1000Hz
触覚センサ更新率100Hz1000Hz
モータートルクセンサ更新率30Hz500Hz
トルク制御ループ1000Hz5000Hz
位置制御ループ100Hz1000Hz
トルク制御モーターモーター
位置制御モーターホスト


オプション