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JP2019089179A - Holding system and method for controlling the same - Google Patents

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JP2019089179A
JP2019089179A JP2017220230A JP2017220230A JP2019089179A JP 2019089179 A JP2019089179 A JP 2019089179A JP 2017220230 A JP2017220230 A JP 2017220230A JP 2017220230 A JP2017220230 A JP 2017220230A JP 2019089179 A JP2019089179 A JP 2019089179A
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JP
Japan
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finger
predetermined
search
contact
hand mechanism
Prior art date
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JP2017220230A
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Japanese (ja)
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松尾 芳一
Yoshiichi Matsuo
芳一 松尾
晋治 川畑
Shinji Kawabata
晋治 川畑
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THK Co Ltd
Original Assignee
THK Co Ltd
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Abstract

To provide a holding system comprising a hand mechanism for holding an object with a plurality of finger parts, which can suppress tact time from getting longer unnecessarily.SOLUTION: Search-operation control is performed in a state where a form of a hand mechanism is set to a form for search in which a position in a predetermined direction of a predetermined contact site in a finger part for sub-search is positioned closer to a predetermined target position by a predetermined distance shorter than a dimension in a predetermined direction of an object in comparison with a predetermined contact site in the finger part for search and a position in a direction orthogonal to the predetermined direction of the predetermined contact site in the finger part for sub-search is positioned away from a region in which the object is assumed to exist. Before contacting of the predetermined contact site in the finger part for search with the object is detected, when contacting of the predetermined contact site in the finger part for sub-search with the object is detected, the search operation control is stopped immediately.SELECTED DRAWING: Figure 13

Description

本発明は、複数の指部により対象物を把持するハンド機構を備えた把持システムおよびその制御方法に関する。   The present invention relates to a gripping system provided with a hand mechanism that grips an object with a plurality of fingers and a control method thereof.

従来、ロボットアーム等に取り付けられ、複数の指部によって対象物を把持するハンド機構が開発されている。例えば、特許文献1には、複数の指部を有するハンド機構(多指ハンド部)と、該ハンド機構が先端に取り付けられたロボットアームと、を備えたロボット装置が開示されている。この特許文献1に記載されたロボット装置においては、ハンド機構の各指部に力センサが設けられている。そして、この力センサによって該指部と対象物との接触位置を検出する。また、このロボット装置は、対象物を含む画像データを撮像する視覚センサを備えている。そして、視覚センサによって撮像された画像データに基づいて対象物の位置情報を取得する。さらに、画像データから取得された対象物の位置情報を、力センサによって検出された接触位置の情報に基づいて補正する。   BACKGROUND Conventionally, a hand mechanism attached to a robot arm or the like and gripping an object with a plurality of finger parts has been developed. For example, Patent Document 1 discloses a robot apparatus provided with a hand mechanism (multi-finger hand unit) having a plurality of finger portions, and a robot arm having the hand mechanism attached to the tip. In the robot apparatus described in Patent Document 1, force sensors are provided on each finger of the hand mechanism. The force sensor detects the contact position between the finger and the object. The robot apparatus also includes a visual sensor that captures image data including an object. And the positional information on a target object is acquired based on the image data imaged by the visual sensor. Furthermore, the position information of the object acquired from the image data is corrected based on the information of the contact position detected by the force sensor.

特許第5505138号公報Patent No. 5505138 gazette

上記の従来技術のように、ハンド機構により対象物を把持する前に、該ハンド機構の指部を該対象物に接触させる動作(以下、「サーチ動作」と称する場合もある。)を行い、その接触位置を導出することで、該対象物の位置をより高い精度で把握することが可能となる。このように対象物の位置を高精度で把握することは、ハンド機構による該対象物の把持の安定性を向上させる上で非常に好ましい。   As in the above-mentioned prior art, before gripping the object by the hand mechanism, an operation (hereinafter sometimes referred to as a "searching operation") is performed to bring the finger of the hand mechanism into contact with the object; Deriving the contact position makes it possible to grasp the position of the object with higher accuracy. It is very preferable to grasp the position of the object with high accuracy as described above in order to improve the stability of the gripping of the object by the hand mechanism.

しかしながら、画像データ等から取得された位置情報に誤差が含まれている場合や、画像データ等の取得後に対象物が移動させられている場合等において、上記のサーチ動作を行うと、前記指部が対象物に接触しない可能性がある。そのような場合に、前記指部が対象物以外の物体(例えば、対象物が載置される床面等)に接触するまで該サーチ動作が継続されると、タクトタイムが不要に長くなるという問題を生じる。   However, when the above search operation is performed in a case where an error is included in position information acquired from image data or the like, or when an object is moved after acquisition of image data or the like, when the above-described search operation is performed, the finger unit May not come in contact with the object. In such a case, if the search operation is continued until the finger contacts an object other than the object (for example, the floor surface on which the object is placed), the tact time becomes unnecessarily long. It causes a problem.

本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであって、複数の指部により対象物を把持するハンド機構を備えた把持システムにおいて、タクトタイムが不要に長くなることを抑制することができる技術を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and in a gripping system provided with a hand mechanism that grips an object with a plurality of fingers, suppressing unnecessary increase in tact time To provide technology that can

本発明に係わる把持システムは、複数の指部を具備し、それら複数の指部により対象物を把持するハンド機構と、前記ハンド機構の位置を変更するアーム機構と、前記ハンド機構の前記複数の指部のうち少なくとも所定の2本の指部に設けられ、該所定の2本の指部の各々における所定の接触部位が物体と接触したことを検知する接触検知部と、制御部と、を備える。制御部は、ハンド機構によって前記対象物を把持する際に、先ず、前記所定の2本の指部の一方の指部であるサーチ用指部における前記所定の接触部位と前記対象物が存在すると想定される位置とが所定方向において離間した状態から、所定の目標位置に向けて前記サーチ用指部における前記所定の接触部位を移動させるように、前記ハンド機構およびまたは前記アーム機構を制御するためのサーチ動作制御を行うことで、前記サー
チ用指部における前記所定の接触部位の前記対象物への接触が該サーチ用指部の前記接触検知部によって検知されたときの接触位置を導出する。続いて、制御部は、前記サーチ動作制御において導出された前記接触位置に基づいて、前記アーム機構およびまたは前記ハンド機構を制御することで、前記ハンド機構を所定の把持可能位置に移動させて該ハンド機構によって前記対象物を把持させる。ここで、前記サーチ動作制御が行われる際に、前記制御部は、前記所定の2本の指部の他方の指部であるサブサーチ用指部における前記所定の接触部位の前記所定方向における位置が、前記サーチ用指部における前記所定の接触部位に比して、前記対象物の前記所定方向における寸法より短い所定距離だけ前記所定の目標位置に近い位置となるように前記ハンド機構を制御した状態で、前記サーチ動作制御を行う。そして、前記サーチ用指部における前記所定の接触部位の物体への接触が該サーチ用指部の前記接触検知部によって検知される前に、前記サブサーチ用指部における前記所定の接触部位の物体への接触が該サブサーチ用指部の前記接触検知部によって検知されると、前記制御部は、その時点で前記サーチ動作制御を中止する。
A gripping system according to the present invention comprises a hand mechanism having a plurality of finger portions and gripping an object by the plurality of finger portions, an arm mechanism for changing the position of the hand mechanism, and the plurality of the hand mechanisms. A contact detection unit provided on at least two predetermined finger portions of the finger portions and detecting that a predetermined contact site in each of the predetermined two finger portions is in contact with the object; Prepare. When the control unit grips the object by the hand mechanism, it is assumed that the predetermined contact site and the object exist in the search finger portion which is one finger portion of the predetermined two finger portions. To control the hand mechanism and / or the arm mechanism so as to move the predetermined contact portion of the search finger toward the predetermined target position from a state where the predetermined position and the predetermined position are separated in the predetermined direction By performing the search operation control, the contact position when the contact of the predetermined contact site on the search finger with the object is detected by the contact detection unit of the search finger is derived. Subsequently, the control unit controls the arm mechanism and / or the hand mechanism based on the contact position derived in the search operation control to move the hand mechanism to a predetermined grippable position. The object is gripped by the hand mechanism. Here, when the search operation control is performed, the control unit determines the position in the predetermined direction of the predetermined contact portion in the sub search finger portion which is the other finger portion of the predetermined two finger portions. The hand mechanism is controlled so as to be closer to the predetermined target position by a predetermined distance shorter than the dimension of the target in the predetermined direction, as compared to the predetermined contact portion of the search finger portion. In the state, the search operation control is performed. Then, before the contact detection unit of the search finger detects a contact of the predetermined contact region on the search finger, an object of the predetermined contact region on the sub search finger When a touch on the sub-search finger is detected by the touch detection unit, the control unit cancels the search operation control at that time.

本発明によれば、複数の指部により対象物を把持するハンド機構を備えた把持システムにおいて、タクトタイムが不要に長くなることを抑制することができる。   According to the present invention, it is possible to suppress unnecessary increase in tact time in a gripping system provided with a hand mechanism that grips an object with a plurality of finger portions.

実施例に係るロボットアームの概略構成を示す図である。It is a figure showing a schematic structure of a robot arm concerning an example. 実施例に係るハンド機構の斜視図である。It is a perspective view of a hand mechanism concerning an example. 実施例に係るハンド機構の上面図である。It is a top view of the hand mechanism concerning an example. 実施例に係るハンド機構の指部の側面図である。It is a side view of a finger part of a hand mechanism concerning an example. 実施例に係るハンド機構の指部の先端部側を図4の矢印Aの方向から見た図である。It is the figure which looked at the front-end | tip part side of the finger part of the hand mechanism which concerns on an Example from the direction of arrow A of FIG. 実施例に係るハンド機構の指部における第2関節部の可動範囲を示す図である。It is a figure which shows the movable range of the 2nd joint part in the finger part of the hand mechanism which concerns on an Example. 実施例に係るハンド機構の指部における第1関節部の可動範囲を示す図である。It is a figure which shows the movable range of the 1st joint part in the finger part of the hand mechanism which concerns on an Example. 実施例に係るハンド機構の指部の第1リンク部における感圧センサの配置を示す第1の図である。It is a 1st figure which shows arrangement | positioning of the pressure sensor in the 1st link part of the finger part of the hand mechanism which concerns on an Example. 実施例に係るハンド機構の指部の第1リンク部における感圧センサの配置を示す第2の図である。It is a 2nd figure which shows arrangement | positioning of the pressure sensor in the 1st link part of the finger part of the hand mechanism which concerns on an Example. 実施例に係るアーム制御装置およびハンド制御装置に含まれる各機能部を示すブロック図である。It is a block diagram showing each functional part contained in an arm control device concerning an example, and a hand control device. 本実施例におけるサーチ動作制御が実行されるときのサーチ用指部およびサブサーチ用指部の垂直方向における位置を示す図である。It is a figure which shows the position in the orthogonal | vertical direction of the finger part for search when the search operation control in a present Example is performed, and the finger part for subsearches. 実際の対象物が想定位置に存在する状態で本実施例のサーチ動作制御が実行されたときのハンド機構の様子を示す図である。It is a figure which shows the mode of a hand mechanism when the search operation control of a present Example is performed in the state in which an actual target object exists in an assumption position. 実際の対象物が想定位置に存在しない状態で本実施例のサーチ動作制御が実行されたときのハンド機構の様子を示す第1の図である。It is a 1st figure which shows the mode of a hand mechanism when the search operation control of a present Example is performed in the state in which an actual target object does not exist in an assumption position. 実際の対象物が想定位置に存在しない状態で本実施例のサーチ動作制御が実行されたときのハンド機構の様子を示す第2の図である。It is a 2nd figure which shows the mode of a hand mechanism when the search operation control of a present Example is performed in the state in which an actual target object does not exist in an assumption position. 本実施例におけるサーチ動作制御が実行されるときのサーチ用指部およびサブサーチ用指部の水平方向における位置を示す図である。It is a figure which shows the position in the horizontal direction of the finger part for search when the search operation control in a present Example is performed, and the finger part for subsearches. 実施例に係るサーチ動作制御のフローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the search operation control which concerns on an Example.

本発明に係る把持システムでは、ハンド機構によって把持する対象物の寸法、形状、位置情報等の各種情報が事前に取得される。これらの各種情報は、ユーザーによる入力や、
視覚センサによって撮像された画像等に基づいて取得される。また、ハンド機構における複数の指部のうち、少なくともサーチ用指部とサブサーチ用指部との2本の指部には、該2本の指部の各々における所定の接触部位が物体に接触したことを検知するための接触検知部が設けられる。
In the gripping system according to the present invention, various types of information such as the size, shape, and position information of the object to be gripped by the hand mechanism are obtained in advance. These various information are input by the user and
It is acquired based on the image etc. which were imaged by the visual sensor. Further, among a plurality of finger portions in the hand mechanism, at least two finger portions of the search finger portion and the sub search finger portion, a predetermined contact portion in each of the two finger portions contacts the object A contact detection unit is provided to detect that the user has made an event.

ハンド機構によって対象物を把持する際には、先ず、制御部が、サーチ用指部における所定の接触部位と対象物が存在すると想定される位置とが所定方向において離間した状態から、サーチ用指部における所定の接触部位が所定の目標位置に向かって近づくように、ハンド機構およびまたはアーム機構を制御するためのサーチ動作制御を行うことで、サーチ用指部における所定の接触部位の対象物への接触が該サーチ用指部の接触検知部によって検知されたときの接触位置が導出される。次いで、前記サーチ動作制御において導出された前記接触位置に基づいて、前記制御部が、アーム機構およびまたはハンド機構を制御することで、ハンド機構を所定の把持可能位置へ移動させて該ハンド機構によって対象物を把持させる(把持動作制御)。ここで、所定の目標位置は、対象物の位置情報に基づいて決定される位置であって、上記の位置情報に対応する位置に対象物が存在すると想定して決定される位置である。また、所定の把持可能位置は、ハンド機構が該所定の把持可能位置に位置するときに複数の指部によって対象物を挟み込むことで、対象物の安定的な把持を実現することができる位置であり、対象物の寸法や形状に基づいて決定される。   When grasping an object by the hand mechanism, first, the control section starts the search finger from a state in which a predetermined contact site on the search finger and a position where the object is assumed to be present are separated in a predetermined direction. By performing search operation control for controlling the hand mechanism and / or the arm mechanism so that a predetermined contact site on the head approaches a predetermined target position, the target of the predetermined contact site on the search finger portion The contact position is derived when the contact is detected by the contact detection unit of the search finger. Then, based on the contact position derived in the search operation control, the control unit controls the arm mechanism and / or the hand mechanism to move the hand mechanism to a predetermined grippable position by the hand mechanism. The object is gripped (gripping operation control). Here, the predetermined target position is a position determined based on position information of the object, and is a position determined on the assumption that the object is present at the position corresponding to the above-described position information. Further, the predetermined gripping position is a position where stable gripping of the target can be realized by sandwiching the target with a plurality of fingers when the hand mechanism is positioned at the predetermined gripping position. It is determined based on the size and shape of the object.

ところで、事前に取得された対象物の位置情報に誤差が含まれている場合や、対象物の位置情報が取得された後に該対象物が移動させられている場合等においては、上記した位置情報に対応する位置に実際の対象物が存在しない可能性がある。そのような状況でサーチ動作制御が行われると、サーチ用指部における所定の接触部位が対象物以外の物体と接触するまで該サーチ動作制御が継続される可能性があり、タクトタイムが不要に長くなる可能性がある。   By the way, in the case where the position information of the target obtained in advance includes an error, or in the case where the target is moved after the position information of the target is obtained, the above-mentioned position information There may be no actual object at the position corresponding to. If search operation control is performed in such a situation, the search operation control may be continued until a predetermined contact site on the search finger contacts an object other than the target, and the tact time is not necessary. It can be long.

これに対し、本発明に係わる把持システムでは、サブサーチ用指部における所定の接触部位の前記所定方向における位置が、サーチ用指部における所定の接触部位に比して、前記所定方向における対象物の寸法より短い所定距離だけ前記所定の目標位置に近い位置となるように前記ハンド機構を制御した状態で、サーチ動作制御を行うようにした。   On the other hand, in the gripping system according to the present invention, the position in the predetermined direction of the predetermined contact portion in the sub search finger portion is an object in the predetermined direction compared to the predetermined contact portion in the search finger portion. The search operation control is performed in a state where the hand mechanism is controlled so as to be close to the predetermined target position by a predetermined distance shorter than the dimension of.

ここで、上記したサーチ動作制御が行われたときに、事前に取得された位置情報に対応する位置に実際の対象物が存在していなければ、サーチ用指部における所定の接触部位が物体(対象物以外の物体)に接触するよりも前に、サブサーチ用指部における所定の接触部位が物体(対象物、又は対象物以外の物体)に接触することになる。そこで、本発明に係わる把持システムでは、サーチ用指部における所定の接触部位と物体との接触が該サーチ用指部の接触検知部によって検知される前に、サブサーチ用指部における所定の接触部位と物体との接触が該サブサーチ用指部の接触検知部によって検知されると、その時点でサーチ動作制御を中止するようにした。その場合、サーチ用指部における所定の接触部位が対象物以外の物体と接触するまでサーチ動作制御が不要に継続されなくなる。その結果、タクトタイムが不要に長くなることを抑制することができる。   Here, when the above-described search operation control is performed, if the actual target does not exist at the position corresponding to the position information acquired in advance, the predetermined contact portion in the search finger portion is the object ( Before contact with an object (other than the object), a predetermined contact site on the subsearch finger portion comes in contact with the object (object or an object other than the object). Therefore, in the gripping system according to the present invention, the predetermined contact on the sub search finger is detected before the contact between the predetermined contact portion on the search finger and the object is detected by the contact detection unit on the search finger. When the contact between the part and the object is detected by the contact detection unit of the sub search finger, the search operation control is stopped at that time. In that case, the search operation control is not unnecessarily continued until the predetermined contact portion in the search finger portion contacts an object other than the target. As a result, it can be suppressed that the tact time becomes unnecessarily long.

<実施例>
以下、本発明の具体的な実施例について図面に基づいて説明する。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
<Example>
Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described based on the drawings. The dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in the present embodiment are not intended to limit the technical scope of the invention to them unless otherwise specified.

ここでは、本発明に係るハンド機構および把持システムをロボットアームに適用した場合について説明する。図1は、本実施例に係るロボットアームの概略構成を示す図である。ロボットアーム1は、ハンド機構2、アーム機構3、および台座部4を備えている。ア
ーム機構3の一端にハンド機構2が取り付けられている。また、アーム機構3の他端が台座部4に取り付けられている。ハンド機構2は、アーム機構3に接続されたベース部20と、該ベース部20に可動自在に支持された複数の指部21(図1に示す例では、4本の指部21)と、を備えている。なお、ハンド機構2の詳細な構成については後述する。
Here, a case where the hand mechanism and the gripping system according to the present invention are applied to a robot arm will be described. FIG. 1 is a view showing a schematic configuration of a robot arm according to the present embodiment. The robot arm 1 includes a hand mechanism 2, an arm mechanism 3, and a pedestal 4. The hand mechanism 2 is attached to one end of the arm mechanism 3. Further, the other end of the arm mechanism 3 is attached to the pedestal 4. The hand mechanism 2 includes a base portion 20 connected to the arm mechanism 3 and a plurality of finger portions 21 (four finger portions 21 in the example shown in FIG. 1) movably supported by the base portion 20. Is equipped. The detailed configuration of the hand mechanism 2 will be described later.

<アーム機構>
アーム機構3は、第1アームリンク部31、第2アームリンク部32、第3アームリンク部33、第4アームリンク部34、第5アームリンク部35、および接続部材36を備えている。そして、ハンド機構2のベース部20が、アーム機構3の第1アームリンク部31の一端側に形成された第1関節部30aに接続されている。第1関節部30aには、第1アームリンク部31に対してハンド機構2を該第1アームリンク部31の軸周りに回転させるためのモータ(図示略)が設けられている。第1アームリンク部31の他端側は、第2関節部30bで第2アームリンク部32の一端側に接続されている。第1アームリンク部31と第2アームリンク部32とはその中心軸が垂直に交わるように接続されている。そして、第2関節部30bには、第2アームリンク部32に対して、第1アームリンク部31を、その他端側を中心に該第2アームリンク部32の軸周りに回転させるためのモータ(図示略)が設けられている。また、第2アームリンク部32の他端側は、第3関節部30cで第3アームリンク部33の一端側に接続されている。第3関節部30cには、第3アームリンク部33に対して第2アームリンク部32を相対的に回転させるためのモータ(図示略)が設けられている。
<Arm mechanism>
The arm mechanism 3 includes a first arm link 31, a second arm link 32, a third arm link 33, a fourth arm link 34, a fifth arm link 35, and a connection member 36. The base portion 20 of the hand mechanism 2 is connected to a first joint portion 30 a formed on one end side of the first arm link portion 31 of the arm mechanism 3. The first joint portion 30 a is provided with a motor (not shown) for rotating the hand mechanism 2 with respect to the first arm link portion 31 around the axis of the first arm link portion 31. The other end side of the first arm link portion 31 is connected to one end side of the second arm link portion 32 by the second joint portion 30 b. The first arm link portion 31 and the second arm link portion 32 are connected so that their central axes intersect perpendicularly. A motor for rotating the first arm link 31 relative to the second arm link 32 in the second joint 30b about the axis of the second arm link 32 about the other end. (Not shown) is provided. Further, the other end side of the second arm link portion 32 is connected to one end side of the third arm link portion 33 at the third joint portion 30 c. The third joint 30 c is provided with a motor (not shown) for rotating the second arm link 32 relative to the third arm link 33.

同様に、第3アームリンク部33の他端側は、第4関節部30dで第4アームリンク部34の一端側に接続されている。また、第4アームリンク部34の他端側は、第5関節部30eで第5アームリンク部35に接続されている。そして、第4関節部30dには、第4アームリンク部34に対して第3アームリンク部33を相対的に回転させるためのモータ(図示略)が設けられている。また、第5関節部30eには、第5アームリンク部35に対して第4アームリンク部34を相対的に回転させるためのモータ(図示略)が設けられている。さらに、第5アームリンク部35は、台座部4から垂直に配置された接続部材36に第6関節部30fで接続されている。第5アームリンク部35と接続部材36とは、それぞれの中心軸が同軸となるように接続されている。そして、第6関節部30fには、第5アームリンク部35を、該第5アームリンク部35および接続部材36の軸回りに回転させるためのモータ(図示略)が設けられている。アーム機構3をこのような構成とすることで、例えば、該アーム機構3を6自由度の自由度を有する機構とすることができる。   Similarly, the other end of the third arm link 33 is connected to one end of the fourth arm link 34 at the fourth joint 30 d. Further, the other end side of the fourth arm link portion 34 is connected to the fifth arm link portion 35 at the fifth joint portion 30 e. The fourth joint unit 30 d is provided with a motor (not shown) for rotating the third arm link unit 33 relative to the fourth arm link unit 34. Further, the fifth joint unit 30 e is provided with a motor (not shown) for relatively rotating the fourth arm link unit 34 with respect to the fifth arm link unit 35. Furthermore, the fifth arm link portion 35 is connected to the connection member 36 disposed vertically from the pedestal portion 4 at the sixth joint portion 30 f. The fifth arm link portion 35 and the connection member 36 are connected such that their central axes are coaxial. The sixth joint unit 30 f is provided with a motor (not shown) for rotating the fifth arm link unit 35 around the axes of the fifth arm link unit 35 and the connection member 36. By configuring the arm mechanism 3 in such a configuration, for example, the arm mechanism 3 can be a mechanism having six degrees of freedom.

<ハンド機構>
次に、ハンド機構2の構成について図2から図9に基づいて説明する。図2はハンド機構2の斜視図である。図3はハンド機構2の上面図である。なお、図3において、矢印は、各指部21の回転可動範囲を示している。図2および図3に示すように、ハンド機構2においては、ベース部20に4本の指部21が、ハンド機構2の長手方向(図3において紙面に垂直な方向)の軸を中心とした円周上に、等角度間隔(すなわち90deg間隔)に配置されている。また、4本の指部21は全て同一の構造を有し且つ同一の長さである。ただし、各指部21の動作は、それぞれ独立して制御される。
<Hand mechanism>
Next, the configuration of the hand mechanism 2 will be described based on FIGS. 2 to 9. FIG. 2 is a perspective view of the hand mechanism 2. FIG. 3 is a top view of the hand mechanism 2. In addition, in FIG. 3, the arrow indicates the rotation movable range of each finger portion 21. As shown in FIGS. 2 and 3, in the hand mechanism 2, the four fingers 21 of the base portion 20 are centered on the axis of the hand mechanism 2 in the longitudinal direction (direction perpendicular to the paper in FIG. 3). On the circumference, they are arranged at equal angular intervals (that is, 90 degrees). The four fingers 21 all have the same structure and the same length. However, the operation of each finger unit 21 is controlled independently.

図4から図9は、ハンド機構2の指部21の構成について説明するための図である。図4は指部21の側面図である。なお、図4では、ベース部20が透過された状態で記載されている。また、図5は、指部21の先端部側を図4の矢印Aの方向から見た図である。なお、図4および図5では、後述する指部21の第2指リンク部212の一部が透過された状態で記載されており、該第2指リンク部212の内部構造をも示されている。   4 to 9 are diagrams for describing the configuration of the finger unit 21 of the hand mechanism 2. FIG. 4 is a side view of the finger 21. As shown in FIG. In addition, in FIG. 4, it describes in the state through which the base part 20 was permeate | transmitted. 5 is a view of the tip end side of the finger 21 as viewed in the direction of arrow A in FIG. 4 and 5, the second finger link portion 212 of the finger portion 21 described later is described in a partially transmitted state, and the internal structure of the second finger link portion 212 is also shown. There is.

図2および図4に示すとおり、各指部21は、第1指リンク部211、第2指リンク部212、および基端部213を有している。また、第1指リンク部211と第2指リンク部212との間には、屈曲および伸展可能に形成された第1関節部22が設けられている。さらに、第2指リンク部212と基端部213との間には、屈曲および伸展可能に形成された第2関節部23が設けられている。そして、指部21の基端部213は、該指部21の長手方向(図3において紙面に垂直な方向)の軸回りに回転自在な状態でベース部20に接続されている。   As shown in FIGS. 2 and 4, each finger 21 has a first finger link 211, a second finger link 212, and a proximal end 213. In addition, between the first finger link portion 211 and the second finger link portion 212, a first joint portion 22 formed so as to be bendable and extendable is provided. Furthermore, between the second finger link portion 212 and the proximal end portion 213, a second joint portion 23 formed so as to be bendable and extendable is provided. The proximal end 213 of the finger 21 is connected to the base 20 so as to be rotatable around an axis in the longitudinal direction of the finger 21 (the direction perpendicular to the paper surface in FIG. 3).

また、ベース部20には、図4に示すように、第2モータ52と第3モータ53とが内蔵されている。第2モータ52は、図6に示すように、第2関節部23を屈曲および伸展させるためのモータである。第3モータ53は、図3中の矢印で示す範囲において指部21全体を回転駆動させるためのモータである。また、第2指リンク部212には、図5に示すように、第1モータ51が内蔵されている。この第1モータ51は、図7に示すように、第1関節部22を屈曲および伸展させるためのモータである。   Further, as shown in FIG. 4, the base unit 20 incorporates a second motor 52 and a third motor 53. The second motor 52 is a motor for bending and extending the second joint portion 23, as shown in FIG. The third motor 53 is a motor for rotationally driving the entire finger portion 21 in the range indicated by the arrow in FIG. Further, as shown in FIG. 5, the first motor 51 is incorporated in the second finger link portion 212. The first motor 51 is a motor for bending and extending the first joint portion 22 as shown in FIG.

次に、各指部21における先端側の部位(第1指リンク部211の先端側の部位)の外壁面には、図2、図4、および図5に示すように、感圧センサ70が取り付けられている。具体的には、図8および図9に示すように、第1指リンク部211における、第1関節部22の屈曲方向側の外壁面(以下、「屈曲側壁面」と称する場合もある。)215から伸展方向側の外壁面(以下、「伸展側壁面」と称する場合もある。)216にかけて、4つの感圧センサ700、701、702、703(以下、「感圧センサ70」と総称する場合もある。)が第1指リンク部211の長手方向に沿って直列に配置されている。図8および図9に示す例では、伸展側壁面216に1つの感圧センサ700が配置され、残りの3つの感圧センサ701、702、703が屈曲側壁面215の先端側から基端側へむけて長手方向に配列されている。なお、感圧センサ70の配置方法は、第1指リンク部211の長手方向に沿って直列に配置する方法に限られず、第1指リンク部211の短手方向に沿って直列に配置されてもよく、若しくは第1指リンク部211の長手方向または短手方向に対して斜め方向に沿って配置されてもよい。また、図8および図9に示す例では、4つの感圧センサ700、701、702、703が一列に配置されているが、4つ以上の感圧センサが二列以上に配置されてもよく、若しくは4つ以上の感圧センサが千鳥状に配置されてもよい。また、伸展側壁面216に配置される感圧センサの個数は1つに限られず、二つ以上の感圧センサが伸展側壁面216に配置されてもよい。同様に、屈曲側壁面215に配置される感圧センサの個数は3つに限られず、2つであってもよいし、4つ以上であってもよい。要するに、第1指リンク部に配置される感圧センサの個数や位置は、ハンド機構が対象物を把持する際に、第1指リンク部において対象物が接触し得る位置や範囲等に応じて適宜に決定されればよい。なお、感圧センサ70は、第1指リンク部211に作用する外力(圧力)を検知するセンサである。このような感圧センサ70としては、圧電式の感圧センサ、ひずみゲージ式の感圧センサ、または静電容量式の感圧センサ等、周知のどのような方式の感圧センサを用いてもよい。なお、上記した4つの感圧センサ700、701、702、703は、ポリオレフィン等で形成された可撓性のセンサカバーで覆われるようにしてもよい。また、図8および図9に示す例では、感圧センサ70が矩形に形成されているが、矩形に限定されるものではなく、第1指リンク部211の形状等に応じて適宜に変更されればよい。   Next, as shown in FIG. 2, FIG. 4 and FIG. 5, the pressure sensor 70 is provided on the outer wall surface of the distal end side portion (the distal end side portion of the first finger link portion 211) in each finger portion 21. It is attached. Specifically, as shown in FIGS. 8 and 9, an outer wall surface of the first finger link portion 211 in the bending direction of the first joint portion 22 (hereinafter, may be referred to as a “flexing side wall surface”). Four pressure sensors 700, 701, 702, 703 (hereinafter referred to as "pressure sensor 70" collectively from 215 to an outer wall surface in the extension direction (hereinafter sometimes referred to as "extension sidewall surface") 216 In some cases) are arranged in series along the longitudinal direction of the first finger link portion 211. In the example shown in FIGS. 8 and 9, one pressure-sensitive sensor 700 is disposed on the extension side wall surface 216, and the remaining three pressure-sensitive sensors 701, 702, 703 are from the distal side to the proximal side of the bending side wall surface 215. For the purpose, they are arranged in the longitudinal direction. In addition, the arrangement method of the pressure sensor 70 is not limited to the method of arranging in series along the longitudinal direction of the first finger link portion 211, and is arranged in series along the lateral direction of the first finger link portion 211 It may be disposed along the oblique direction with respect to the longitudinal direction or the lateral direction of the first finger link portion 211. In the example shown in FIGS. 8 and 9, four pressure-sensitive sensors 700, 701, 702, 703 are arranged in a row, but four or more pressure-sensitive sensors may be arranged in two or more rows. Or, four or more pressure sensors may be arranged in a staggered manner. Also, the number of pressure sensors disposed on the extension side wall surface 216 is not limited to one, and two or more pressure sensors may be disposed on the extension side wall surface 216. Similarly, the number of pressure-sensitive sensors disposed on the bending side wall surface 215 is not limited to three, and may be two or four or more. In short, the number and the position of the pressure-sensitive sensors arranged in the first finger link portion depend on the position, the range, etc. where the object can be in contact at the first finger link portion when the hand mechanism grips the object. It may be determined appropriately. The pressure sensor 70 is a sensor that detects an external force (pressure) acting on the first finger link portion 211. As such a pressure-sensitive sensor 70, any known pressure-sensitive sensor such as a piezoelectric pressure-sensitive sensor, a strain gauge-type pressure-sensitive sensor, or a capacitance-type pressure-sensitive sensor may be used. Good. The four pressure sensors 700, 701, 702, and 703 described above may be covered with a flexible sensor cover formed of polyolefin or the like. In the examples shown in FIGS. 8 and 9, the pressure sensor 70 is formed in a rectangular shape, but is not limited to a rectangular shape, and is appropriately changed according to the shape of the first finger link portion 211 and the like. Just do it.

<台座部>
次に、台座部4に内蔵された、アーム制御装置42およびハンド制御装置43の構成について図10に基づいて説明する。アーム制御装置42はロボットアーム1のアーム機構3を制御するための制御装置である。ハンド制御装置43はロボットアーム1のハンド機構2を制御するための制御装置である。図10は、アーム制御装置42およびハンド制御装置43に含まれる各機能部を示すブロック図である。
<Pedestal>
Next, the configurations of the arm control device 42 and the hand control device 43 built in the pedestal portion 4 will be described based on FIG. The arm control device 42 is a control device for controlling the arm mechanism 3 of the robot arm 1. The hand control device 43 is a control device for controlling the hand mechanism 2 of the robot arm 1. FIG. 10 is a block diagram showing each functional unit included in the arm control device 42 and the hand control device 43.

アーム制御装置42は、アーム機構3の各関節部に設けられたモータを駆動するための駆動信号を生成する複数のドライバを含み、各ドライバからの駆動信号が対応する各モータに供給されるように構成される。また、アーム制御装置42は、演算処理装置及びメモリを有するコンピュータを含んでいる。そして、アーム制御装置42は、機能部として、アーム制御部420およびモータ状態量取得部421を有している。これらの機能部は、アーム制御装置42に含まれるコンピュータにおいて所定の制御プログラムが実行されることで形成される。   The arm control device 42 includes a plurality of drivers for generating drive signals for driving the motors provided at the joints of the arm mechanism 3 so that the drive signals from the drivers are supplied to the corresponding motors. Configured The arm control device 42 also includes a computer having an arithmetic processing unit and a memory. The arm control device 42 includes an arm control unit 420 and a motor state quantity acquisition unit 421 as functional units. These functional units are formed by executing a predetermined control program in a computer included in the arm control device 42.

アーム制御部420は、ハンド制御装置43が有する機能部である後述の対象物情報取得部430によって取得された対象物情報およびハンド制御装置43が有する機能部である後述の位置情報補正部435によって求められた対象物10の位置情報に基づいて各ドライバから駆動信号を供給することで、アーム機構3の各関節部30a、30b、30c、30d、30e、30fに設けられたモータを制御する。そして、アーム制御部420は、各モータを制御することでアーム機構3を動かし、それによって、例えば、ハンド機構2を、対象物の把持のために適した所定の把持可能位置に移動させる。また、アーム機構3の各関節部30a、30b、30c、30d、30e、30fに設けられたモータには、それぞれの回転状態に関する状態量(モータの回転軸の回転位置や回転速度等)を検出するエンコーダ(図示略)が設けられている。そして、各モータのエンコーダによって検出された各モータの状態量が、アーム制御装置42のモータ状態量取得部421に入力される。そして、アーム制御部420は、モータ状態量取得部421に入力された各モータの状態量に基づいて、例えば、ハンド機構2が所定の把持可能位置に移動するように各モータをサーボ制御する。   The arm control unit 420 is a functional unit possessed by the hand control device 43, and an object information acquired by an object information acquiring unit 430 described later and a positional information correction unit 435 described later being a functional unit possessed by the hand control device 43. By supplying a drive signal from each driver based on the determined position information of the target 10, the motor provided at each joint 30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f of the arm mechanism 3 is controlled. Then, the arm control unit 420 moves the arm mechanism 3 by controlling each motor, thereby moving, for example, the hand mechanism 2 to a predetermined grippable position suitable for gripping the object. In addition, the motor provided in each joint 30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f of the arm mechanism 3 detects a state quantity (rotational position or rotational speed, etc. of the rotation shaft of the motor) related to each rotational state An encoder (not shown) is provided. Then, the state quantity of each motor detected by the encoder of each motor is input to the motor state quantity acquisition unit 421 of the arm control device 42. Then, based on the state amount of each motor input to the motor state amount acquisition unit 421, the arm control unit 420 servo-controls each motor so that the hand mechanism 2 moves to a predetermined grippable position, for example.

また、ハンド制御装置43は、ハンド機構2に設けられた各モータを駆動するための駆動信号を生成する複数のドライバを含み、各ドライバからの駆動信号が対応する各モータに供給されるように構成される。また、ハンド制御装置43は、演算処理装置及びメモリを有するコンピュータを含んでいる。そして、ハンド制御装置43は、機能部として、対象物情報取得部430、ハンド制御部431、モータ状態量取得部432、センサ情報取得部433、接触位置導出部434および位置情報補正部435を有している。これらの機能部は、ハンド制御装置43に含まれるコンピュータにおいて所定の制御プログラムが実行されることで形成される。   Further, the hand control device 43 includes a plurality of drivers for generating drive signals for driving the respective motors provided in the hand mechanism 2 so that the drive signals from the respective drivers can be supplied to the corresponding motors. Configured The hand control device 43 also includes a computer having an arithmetic processing unit and a memory. The hand control device 43 has an object information acquisition unit 430, a hand control unit 431, a motor state quantity acquisition unit 432, a sensor information acquisition unit 433, a contact position derivation unit 434, and a position information correction unit 435 as functional units. doing. These functional units are formed by executing a predetermined control program in a computer included in the hand control device 43.

対象物情報取得部430は、ハンド機構2よって把持すべき対象物に関する情報である対象物情報を取得する。ここで、対象物情報には、対象物の形状、寸法、およびその位置に関する情報、並びに、対象物周囲の環境情報(対象物の周囲に存在する該対象物以外の物に関する情報であり、例えば、対象物が収容されている容器の形状や当該容器における対象物の並びに関する情報)等が含まれる。この対象物情報取得部430は、ユーザーによって入力された対象物情報を取得してもよい。また、対象物を含む画像を撮像する視覚センサが設けられている場合、対象物情報取得部430は、該視覚センサによって撮像された画像から対象物情報を取得してもよい。   The object information acquisition unit 430 acquires object information which is information on an object to be gripped by the hand mechanism 2. Here, the object information is information on the shape, size, and position of the object, and environmental information around the object (information on objects other than the object present around the object, for example, And the information on the shape of the container in which the object is stored, the arrangement of the object in the container, and the like. The target object information acquisition unit 430 may acquire target object information input by the user. Moreover, when the visual sensor which images the image containing a target object is provided, the target object information acquisition part 430 may acquire target object information from the image imaged by this visual sensor.

また、ハンド制御部431は、対象物情報取得部430によって取得された対象物情報および位置情報補正部435によって求められた対象物10の位置情報に基づいて各ドライバから駆動信号を供給することで、ハンド機構2の各指部21を駆動させる各第1モータ51、各第2モータ52、および各第3モータ53を制御する。例えば、ハンド制御部431は、アーム制御部420によってアーム機構3が制御されることで所定の把持可能位置に移動されたハンド機構2によって対象物を把持するために、ハンド機構2の各第1モータ51、各第2モータ52、および各第3モータ53を制御する。また、ハンド機構2の各第1モータ51、各第2モータ52、および各第3モータ53には、それぞれの回
転状態に関する状態量(モータの回転軸の回転位置や回転速度等)を検出するエンコーダ(図示略)が設けられている。そして、各モータ51、52、53のエンコーダによって検出された各モータ51、52、53の状態量が、ハンド制御装置43のモータ状態量取得部432に入力される。そして、ハンド制御部431は、モータ状態量取得部432に入力された各モータ51、52、53の状態量に基づいて、例えば、複数の指部21によって対象物を把持するように、各指部21における各モータ51、52、53をサーボ制御する。
In addition, the hand control unit 431 supplies a drive signal from each driver based on the object information acquired by the object information acquisition unit 430 and the position information of the object 10 determined by the position information correction unit 435. The first motor 51, the second motor 52, and the third motor 53 that drive the fingers 21 of the hand mechanism 2 are controlled. For example, the hand control unit 431 controls each of the first and second hand mechanisms 2 to hold an object by the hand mechanism 2 moved to a predetermined grippable position by the arm control unit 420 controlling the arm mechanism 3. The motor 51, each second motor 52, and each third motor 53 are controlled. Further, state quantities (rotational position, rotational speed, etc. of the rotation shaft of the motor) regarding the respective rotational states are detected in each of the first motor 51, the second motor 52, and the third motor 53 of the hand mechanism 2. An encoder (not shown) is provided. Then, the state quantities of the motors 51, 52, 53 detected by the encoders of the motors 51, 52, 53 are input to the motor state quantity acquisition unit 432 of the hand control device 43. Then, based on the state quantities of the motors 51, 52, 53 input to the motor state quantity acquisition part 432, the hand control part 431 holds the fingers, for example, so as to hold the object with a plurality of finger parts 21. The servo control of each motor 51, 52, 53 in the unit 21 is performed.

さらに、ハンド制御装置43はセンサ情報取得部433を有している。センサ情報取得部433には、ハンド機構2の各指部21の第1指リンク部211に設けられた感圧センサ70の検出値が入力される。そして、ハンド制御部431は、各感圧センサ70によって、各指部21の対象物への接触が検知された場合に、その検知信号に基づいて各指部21における各モータ51、52、53を制御することもできる。また、各感圧センサ70によって、各指部21の対象物への接触が検知された場合に、接触位置導出部434によって、その接触位置が導出される。   Furthermore, the hand control device 43 has a sensor information acquisition unit 433. The sensor information acquisition unit 433 receives the detection value of the pressure sensor 70 provided on the first finger link unit 211 of each finger unit 21 of the hand mechanism 2. Then, when the pressure sensor 70 detects that the finger unit 21 touches the object, the hand control unit 431 detects the motors 51, 52, and 53 in the finger unit 21 based on the detection signal. Can also be controlled. Further, when the pressure sensors 70 detect the contact of each finger 21 with the object, the contact position deriving unit 434 derives the contact position.

<サーチ動作制御>
ここで、本実施例に係るロボットアーム1においては、ハンド制御装置43に含まれる機能部である対象物情報取得部430によって、該対象物の位置情報を含む対象物情報が取得される。しかしながら、対象物情報取得部430によって取得される対象物の位置情報はある程度の誤差を含んでいる虞がある。例えば、視覚センサによって撮像された対象物を含む画像から対象物の位置情報を取得した場合、該視覚センサの撮像性能に起因する誤差が該対象物の位置情報に含まれることになる。しかしながら、ロボットアーム1のハンド機構2によって対象物を安定的に把持するためには、該対象物の位置情報を高精度で把握した上で、アーム機構3およびまたはハンド機構2を制御することが望まれる。
<Search operation control>
Here, in the robot arm 1 according to the present embodiment, the target object information acquisition unit 430 which is a functional unit included in the hand control device 43 acquires target object information including position information of the target object. However, there is a possibility that the position information of the object acquired by the object information acquisition unit 430 may include some degree of error. For example, when position information of an object is acquired from an image including an object imaged by a visual sensor, an error due to imaging performance of the visual sensor is included in the position information of the object. However, in order to stably hold the object by the hand mechanism 2 of the robot arm 1, it is possible to control the arm mechanism 3 and / or the hand mechanism 2 after grasping the position information of the object with high accuracy. desired.

そこで、本実施例に係るロボットアーム1においては、対象物を把持すべくアーム機構3およびまたはハンド機構2を制御する前に、その準備段階として、該対象物の所定方向における位置情報を高精度で把握することを目的として、サーチ動作制御が行われる。以下、本実施例に係るサーチ動作制御について図11Aから図11Dに基づいて説明する。このサーチ動作制御は、アーム制御装置42によってアーム機構3が制御されるとともに、ハンド制御装置43によってハンド機構2が制御されることで実現される。   Therefore, in the robot arm 1 according to the present embodiment, before controlling the arm mechanism 3 and / or the hand mechanism 2 to grip the object, the positional information of the object in the predetermined direction is highly accurate as a preparation step. Search operation control is performed for the purpose of grasping in Hereinafter, search operation control according to the present embodiment will be described based on FIGS. 11A to 11D. The search operation control is realized by the arm control device 42 controlling the arm mechanism 3 and the hand control device 43 controlling the hand mechanism 2.

なお、以下においては、ハンド機構2の各指部21を、それぞれ、第1指部21A、第2指部21B、第3指部21C、第4指部21Dと称する。また、サーチ動作制御では、ハンド機構2の4本の指部21のうちの所定の指部(本発明に係わる「サーチ用指部」に相当。)を対象物に接触させる。図11Aから図11Dにおいては、対象物10に接触させるサーチ用指部を第1指部21Aとする場合の動作を示している。また、図11Aから図11Dにおいては、便宜的に、ハンド機構2における第1指部21A、および第3指部21Cのみを図示しており、第2指部21Bおよび第4指部21Dの図示を省略している。また、図11Aから図11Dは、対象物10の垂直方向(図11Aから図11Cにおける上下方向)における位置情報を把握することを目的した場合における動作を示している。   Hereinafter, each finger 21 of the hand mechanism 2 will be referred to as a first finger 21A, a second finger 21B, a third finger 21C, and a fourth finger 21D, respectively. Further, in the search operation control, a predetermined finger portion (corresponding to the “search finger portion” according to the present invention) of the four finger portions 21 of the hand mechanism 2 is brought into contact with the object. 11A to 11D show the operation in the case where the search finger to be brought into contact with the object 10 is the first finger 21A. 11A to 11D, for convenience, only the first finger portion 21A and the third finger portion 21C in the hand mechanism 2 are illustrated, and the second finger portion 21B and the fourth finger portion 21D are illustrated. Is omitted. 11A to 11D show an operation in the case where it is intended to grasp positional information of the object 10 in the vertical direction (vertical direction in FIGS. 11A to 11C).

サーチ動作制御では、ハンド機構2の形態を、図11Aに示すようなサーチ用形態に制御した状態で、該ハンド機構2を白抜き矢印の方向(すなわち、図11Aにおける下方に向かう方向)に動かすことにより、該ハンド機構2を対象物10の存在エリアに近づける。その際、第1指部21Aの先端部(該第1指部21Aの第1指リンク部211Aにおいて感圧センサ70が配置される部位)が所定の目標位置(図11A中の黒丸で示す位置)Tpに向って移動するように、アーム機構3の各関節部30a、30b、30c、30d
、30e、30fに設けられたモータ、および、ハンド機構2の各指部21の各関節部を駆動させる各第1モータ51、各第2モータ52、および各第3モータ53が、それぞれ、アーム制御装置42およびハンド制御装置43によってサーボ制御される。
In the search operation control, the hand mechanism 2 is moved in the direction of the outlined arrow (that is, in the downward direction in FIG. 11A) in a state where the form of the hand mechanism 2 is controlled to the search form as shown in FIG. Thus, the hand mechanism 2 is brought close to the area where the object 10 is present. At that time, the tip end portion of the first finger portion 21A (the portion where the pressure sensor 70 is disposed in the first finger link portion 211A of the first finger portion 21A) is at a predetermined target position (indicated by a black circle in FIG. 11A) ) Each joint 30a, 30b, 30c, 30d of the arm mechanism 3 so as to move toward Tp.
, 30e, 30f, and each first motor 51, each second motor 52, and each third motor 53 for driving each joint of each finger 21 of the hand mechanism 2 is an arm, respectively. Servo control is performed by the controller 42 and the hand controller 43.

ここで、本実施例における「サーチ用形態」は、第3指部21C(本発明に係わる「サブサーチ用指部」に相当。)の先端部(該第3指部21Cの第1指リンク部211Cにおいて感圧センサ70が配置される部位)の垂直方向における位置が、図11Aに示すように、第1指部21Aの先端部よりも所定距離dhfだけ所定の目標位置Tpに近い位置(すなわち、第1指部21Aの先端部よりも所定距離dhfだけ下方の位置)になる形態である。上記の所定距離dhfは、垂直方向における対象物10の寸法(すなわち、対象物10の高さ)hoより短くなる範囲において、可能限り長い距離である。また、本実施例における「サーチ用形態」では、第1指部21Aの先端部の水平方向における位置は、図12中の「Ra」で示すように、前記所定の目標位置Tpの水平方向における位置(図12中の「Rtp」)と重複する位置に定められるものとする。さらに、本実施例における「サーチ用形態」では、第3指部21Cの先端部の水平方向における位置は、図12中の「Rc」で示すように、対象物情報取得部430によって取得された対象物情報に含まれる対象物10の位置情報に対応する位置(図11A中の一点鎖線で示す位置10’であって、以下では「想定位置10’」と称する。)に該対象物10が存在すると想定した場合に該対象物10が水平方向において占める領域(図12中の「R10’」)から外れた位置に定められるものとする。なお、ここでいう「所定の目標位置Tp」は、上記の想定位置10’に該対象物10が存在すると想定した場合に該対象物10の内部となる位置であって、上記の対象物情報に含まれる対象物10の位置情報に基づいて決定される。また、上記のサーチ用形態では、第2指部21Bの先端部と第4指部21Dの先端部の垂直方向における位置は、第1指部21Aの先端部よりも所定の目標位置Tpから離間する位置(すなわち、第1指部21Aの先端部よりも上方の位置)に設定されるものとする。   Here, the “search form” in the present embodiment is the first finger link (the first finger link of the third finger 21C) of the third finger 21C (corresponding to the “subsearch finger according to the present invention”). The position in the vertical direction of the portion where the pressure sensor 70 is disposed in the portion 211C is a position closer to the predetermined target position Tp by the predetermined distance dhf than the tip portion of the first finger portion 21A, as shown in FIG. That is, the position is lower than the tip end portion of the first finger portion 21A by the predetermined distance dhf. The above-mentioned predetermined distance dhf is as long as possible in a range shorter than the dimension (that is, the height of the object 10) ho of the object 10 in the vertical direction. Further, in the “search mode” in the present embodiment, the position of the tip end portion of the first finger portion 21A in the horizontal direction is the horizontal direction of the predetermined target position Tp, as indicated by “Ra” in FIG. It is assumed that the position is determined to overlap with the position ("Rtp" in FIG. 12). Furthermore, in the “search mode” in the present embodiment, the position of the tip of the third finger 21C in the horizontal direction is acquired by the object information acquisition unit 430, as indicated by “Rc” in FIG. The object 10 is located at a position corresponding to the position information of the object 10 included in the object information (the position 10 ′ indicated by the dashed dotted line in FIG. 11A and hereinafter referred to as “the assumed position 10 ′”). When it is assumed that the object 10 is assumed to be present, it is assumed that the object 10 is defined at a position deviated from the region ("R10 '" in FIG. 12) occupied in the horizontal direction. The “predetermined target position Tp” referred to here is a position that is the inside of the object 10 when it is assumed that the object 10 exists in the above assumed position 10 ′, and the above object information Are determined based on the position information of the object 10 included in Further, in the above-described search mode, the positions of the tip of the second finger 21B and the tip of the fourth finger 21D in the vertical direction are further from the predetermined target position Tp than the tip of the first finger 21A. It is assumed that the position is set to a predetermined position (ie, a position above the tip of the first finger 21A).

ハンド機構2の形態を上記のサーチ用形態とした状態で、第1指部21Aの先端部が前記所定の目標位置Tpに向かって移動するように、アーム機構3およびまたは該ハンド機構2が制御されたときに、上記の想定位置10’に対象物10が実際に存在していれば、図11Bに示すように、第3指部21Cの先端部が物体(対象物10が載置される床面等)と接触する前に、第1指部21Aの先端部が対象物10の上面S1に接触することになる。なお、図11Bにおいても、白抜き矢印は、ハンド機構2の移動方向を表している。   The arm mechanism 3 and / or the hand mechanism 2 are controlled such that the tip of the first finger portion 21A moves toward the predetermined target position Tp in a state where the form of the hand mechanism 2 is the above-described search form. When the target 10 is actually present at the above-described assumed position 10 'when being moved, as shown in FIG. 11B, the tip of the third finger portion 21C is an object (the target 10 is placed) The front end portion of the first finger portion 21A comes in contact with the upper surface S1 of the object 10 before contacting the floor surface or the like. Also in FIG. 11B, the white arrow indicates the moving direction of the hand mechanism 2.

第3指部21Cの先端部が物体と接触する前に、第1指部21Aの先端部が対象物10の上面S1に接触すると、その接触状態が第1指部21Aの第1指リンク部211Aに配置された感圧センサ70によって検知される。このとき、感圧センサ70の検出値がセンサ情報取得部433によって取得される。そして、接触位置導出部434は、センサ情報取得部433によって取得された感圧センサ70の検出値に基づいて、第1指部21Aの先端部と対象物10との接触位置を導出する。例えば、接触位置導出部434は、アーム制御装置42のモータ状態量取得部421によって取得されるアーム機構3の各モータの状態量、および、ハンド制御装置43のモータ状態量取得部432によって取得されるハンド機構2の各モータの状態量に基づいて、第1指部21Aの先端部と対象物10との接触位置を導出する。続いて、位置情報補正部435は、接触位置導出部434によって導出された接触位置に関する接触位置情報に基づいて、対象物情報取得部430によって取得された対象物10の位置情報(垂直方向の位置情報)の補正が必要であるかを判別する。その際、例えば、接触位置導出部434によって導出された接触位置に関する接触位置情報と、対象物情報取得部430によって取得された対象物10の位置情報(垂直方向の位置情報)と、のずれが許容範囲を超えていれば、対象物情報取得部430によって取得された対象物10の位置情報(垂直方向の位置情報)の補正が必要であると判定される。このような補正が必要であると判定された場合には、接触位置導出部434によって導出
された接触位置に関する接触位置情報に基づいて、位置情報補正部435が、対象物情報取得部430によって取得された対象物10の位置情報(垂直方向の位置情報)を補正する。このようにして対象物10の位置情報(垂直方向の位置情報)が求められると、垂直方向における対象物10の位置情報を高精度で把握することができる。
If the tip of the first finger 21A contacts the top surface S1 of the object 10 before the tip of the third finger 21C contacts the object, the contact state is the first finger link of the first finger 21A. It is detected by the pressure sensor 70 disposed at 211A. At this time, the detection value of the pressure sensor 70 is acquired by the sensor information acquisition unit 433. The contact position deriving unit 434 derives the contact position between the tip of the first finger 21A and the object 10 based on the detection value of the pressure sensor 70 acquired by the sensor information acquiring unit 433. For example, the contact position deriving unit 434 is acquired by the state amount of each motor of the arm mechanism 3 acquired by the motor state amount acquiring unit 421 of the arm control device 42 and by the motor state amount acquiring unit 432 of the hand control device 43. The contact position between the tip of the first finger 21A and the object 10 is derived based on the state quantities of the respective motors of the hand mechanism 2. Subsequently, the position information correction unit 435 performs position information (position in the vertical direction) of the target 10 acquired by the target information acquisition unit 430 based on the contact position information on the contact position derived by the contact position derivation unit 434. Information) should be corrected. At that time, for example, the shift between the contact position information on the contact position derived by the contact position deriving unit 434 and the position information (position information on the vertical direction) of the object 10 acquired by the object information acquiring unit 430 is If it exceeds the allowable range, it is determined that the correction of the position information (position information in the vertical direction) of the object 10 acquired by the object information acquisition unit 430 is necessary. When it is determined that such correction is necessary, the position information correction unit 435 acquires the target information acquisition unit 430 based on the contact position information on the contact position derived by the contact position derivation unit 434. The position information (vertical position information) of the target 10 is corrected. Thus, when the position information (position information in the vertical direction) of the object 10 is obtained, the position information of the object 10 in the vertical direction can be grasped with high accuracy.

その結果、ハンド機構2によって対象物10を把持する際に、垂直方向における所望の把持位置で対象物10を把持することが可能となる。よって、ハンド機構2による対象物10の把持の安定性を向上させることができる。また、同一形状の対象物が同一の高さで複数配置されている場合、一の対象物の垂直方向の位置情報を高精度で把握すれば、他の対象物を把持する際にも、該一の対象物の垂直方向の位置情報を該他の対象物に関する垂直方向の位置情報として用いることが可能となる。   As a result, when gripping the object 10 by the hand mechanism 2, it becomes possible to grip the object 10 at a desired gripping position in the vertical direction. Therefore, the stability of gripping of the object 10 by the hand mechanism 2 can be improved. In addition, when a plurality of objects of the same shape are arranged at the same height, the position information of one object in the vertical direction can be grasped with high accuracy to grasp the other objects. It becomes possible to use the vertical position information of one object as the vertical position information on the other object.

一方、ハンド機構2の形態を上記のサーチ用形態とした状態で、第1指部21Aの先端部が前記所定の目標位置Tpに向かって移動するように、アーム機構3およびまたは該ハンド機構2が制御されたときに、上記の想定位置10’に対象物10が実際に存在していなければ、図11Cに示すように、第1指部21Aの先端部が物体と接触する前に、第3指部21Cの先端部が物体(図11Cに示す例では、対象物10が載置される床面fl)と接触することになる。なお、図11Cにおいても、白抜き矢印は、ハンド機構2の移動方向を表している。   On the other hand, with the form of the hand mechanism 2 set as the above-described search form, the arm mechanism 3 and / or the hand mechanism 2 are moved so that the tip of the first finger 21A moves toward the predetermined target position Tp. If the target 10 is not actually present at the above-mentioned assumed position 10 'when the above is controlled, as shown in FIG. 11C, before the tip of the first finger 21A contacts the object, The tip of the three finger portion 21C comes in contact with an object (in the example shown in FIG. 11C, the floor surface fl on which the object 10 is placed). Also in FIG. 11C, the white arrow indicates the moving direction of the hand mechanism 2.

第1指部21Aの先端部が物体と接触する前に、第3指部21Cの先端部が床面flと接触すると、その接触状態が第3指部21Cの第1指リンク部211に配置された感圧センサ70によって検知される。ここで、上記サーチ動作制御において、第1指部21Aの感圧センサ70によって該第1指部21Aの先端部と物体との接触が検知される前に、第3指部21Cの感圧センサ70によって該第3指部21Cの先端部と床面flとの接触が検知されると、その時点で上記サーチ動作制御が中止される。具体的には、第3指部21Cの感圧センサ70によって該第3指部21Cの先端部と床面flとの接触が検知されると、ハンド制御装置43からアーム制御装置42に対して、アーム機構3の動作を停止させるように指令信号が送信されることで、図11C中の白抜き矢印で示す方向へハンド機構2を移動させるためのアーム機構3の動作が中止される。これによれば、サーチ用指部(第1指部21A)の先端部が床面flと接触するまでサーチ動作制御が継続されなくなるため、タクトタイムが不要に長くなることを抑制することができる。   If the tip of the third finger 21C contacts the floor surface fl before the tip of the first finger 21A contacts an object, the contact state is placed on the first finger link 211 of the third finger 21C. Is detected by the pressure sensor 70. Here, in the search operation control, before the contact between the tip of the first finger 21A and the object is detected by the pressure sensor 70 of the first finger 21A, the pressure sensor of the third finger 21C is detected. When the contact between the tip of the third finger 21C and the floor surface fl is detected by the button 70, the search operation control is canceled at that time. Specifically, when the pressure sensor 70 of the third finger 21C detects the contact between the tip of the third finger 21C and the floor surface fl, the hand control device 43 sends a command to the arm control device 42. Since the command signal is transmitted to stop the operation of the arm mechanism 3, the operation of the arm mechanism 3 for moving the hand mechanism 2 in the direction indicated by the white arrow in FIG. 11C is stopped. According to this, since the search operation control is not continued until the tip of the search finger (the first finger 21A) contacts the floor surface fl, unnecessary increase in tact time can be suppressed. .

なお、ハンド機構2の形態を上記のサーチ用形態とした状態で、第1指部21Aの先端部が前記所定の目標位置Tpに向かって移動するように、アーム機構3およびまたは該ハンド機構2が制御されたときに、上記の想定位置10’に対象物10が実際に存在していなければ、図11Dに示すように、第1指部21Aの先端部が物体と接触する前に、第3指部21Cの先端部が対象物10の上面S1と接触する可能性もある。その場合は、第3指部21Cの感圧センサ70によって該第3指部21Cの先端部と対象物10の上面S1との接触が検知された時点で、上記サーチ動作制御が中止することで、タクトタイムが不要に長くなることを抑制することができる。   The arm mechanism 3 and / or the hand mechanism 2 are configured such that the tip end portion of the first finger portion 21A moves toward the predetermined target position Tp when the hand mechanism 2 is in the above-described search mode. If the object 10 does not actually exist at the above-mentioned assumed position 10 'when the above is controlled, as shown in FIG. 11D, before the tip of the first finger 21A contacts the object, There is also a possibility that the tip end of the three finger portion 21C comes in contact with the upper surface S1 of the object 10. In that case, when the pressure sensor 70 of the third finger 21C detects the contact between the tip of the third finger 21C and the upper surface S1 of the object 10, the search operation control is stopped. The unnecessary increase in tact time can be suppressed.

また、第1指部21Aの感圧センサ70によって該第1指部21Aの先端部と物体との接触が検知される前に、第3指部21Cの感圧センサ70によって該第3指部21Cの先端部と物体との接触が検知されることによって、サーチ動作制御が中止された場合は、対象物10の位置情報を含めた対象物情報がハンド制御装置43の対象物情報取得部430によって再取得される。そして、対象物情報取得部430によって再取得された対象物情報に含まれる対象物10の位置情報に基づいて、サーチ動作制御がやり直される。これによれば、垂直方向における対象物10の正確な位置情報をより確実に把握することが可能になる。   Further, before the pressure sensor 70 of the first finger 21A detects the contact between the tip of the first finger 21A and the object, the pressure sensor 70 of the third finger 21C detects the third finger When the search operation control is stopped by detecting the contact between the tip portion of 21 C and the object, the object information including the position information of the object 10 is the object information acquisition unit 430 of the hand control device 43. Reacquired by. Then, based on the position information of the target 10 included in the target information reacquired by the target information acquisition unit 430, the search operation control is performed again. According to this, it is possible to more accurately grasp the accurate position information of the object 10 in the vertical direction.

また、上記の図11Aから図11Dでは、対象物の垂直方向の位置情報を把握する場合のサーチ動作制御を例に挙げて説明したが、対象物の水平方向の位置情報を把握する場合にも同様のサーチ動作制御を適用することができる。この場合、ハンド機構2の形態をサーチ用形態とした状態で、該ハンド機構2を対象物に対して水平方向から近づけていけばよい。その場合のサーチ用形態は、サブサーチ用指部の先端部の水平方向における位置が、サーチ用指部の位置に比して、対象物の水平方向における寸法より短い距離だけ所定の目標位置に近い位置になるとともに、サブサーチ用指部の先端部の垂直方向における位置が、上記の想定位置に対象物が存在すると想定した場合に該対象物が垂直方向において占める領域から外れた位置になる形態であればよい。要するに、対象部の所定方向における位置情報を把握する場合には、ハンド機構2の形態を、サブサーチ用指部における先端部の所定方向における位置が、サーチ用指部における先端部の所定方向における位置に比して、対象物の所定方向における寸法より短い所定距離だけ所定の目標位置に近い位置になるとともに、サブサーチ用指部における指先部の所定方向と直交する方向における位置が、対象物が存在すると想定される領域から外れた位置になる、サーチ用形態とした状態で、該ハンド機構2を対象物に対して所定方向から近づけていけばよい。   Further, although FIGS. 11A to 11D described above have described search operation control in the case of grasping the position information of the object in the vertical direction as an example, it is also possible to grasp position information of the object in the horizontal direction. Similar search operation control can be applied. In this case, the hand mechanism 2 may be brought close to the object in the horizontal direction with the form of the hand mechanism 2 being a search form. In this case, in the search mode, the position of the tip of the sub search finger in the horizontal direction is a predetermined target position by a distance shorter than the horizontal dimension of the object compared to the position of the search finger. As well as being close, the vertical position of the tip of the sub-searching finger is a position out of the region occupied by the target in the vertical direction, assuming that the target exists at the above-mentioned assumed position. Any form is acceptable. In other words, when grasping the position information of the target portion in the predetermined direction, the hand mechanism 2 is configured such that the position of the tip portion in the sub search finger portion in the predetermined direction is the position of the tip portion in the search finger portion. The position closer to the predetermined target position by a predetermined distance shorter than the dimension of the object in the predetermined direction compared to the position, and the position in the direction orthogonal to the predetermined direction of the fingertip portion in the subsearch finger portion is the object The hand mechanism 2 may be brought close to the object from a predetermined direction in a search mode in which the position is out of the area assumed to exist.

なお、本実施例においては、感圧センサ70が、本発明に係る「接触検知部」に相当する。また、第1指リンク部211の先端部に外力(圧力)が作用すると、第1モータ51にかかる負荷が変化する。そこで、この第1モータ51にかかる負荷の変化を電流値の変化として検出する電流計を、感圧センサ70に代えて、本発明に係る「接触検知部」として用いることもできる。   In the present embodiment, the pressure sensor 70 corresponds to the “contact detection unit” according to the present invention. Further, when an external force (pressure) acts on the tip end portion of the first finger link portion 211, the load applied to the first motor 51 changes. Therefore, an ammeter that detects a change in load applied to the first motor 51 as a change in current value can be used as the "contact detection unit" according to the present invention instead of the pressure sensor 70.

また、サーチ動作制御において、対象物または対象物以外の物体に接触させる指部の部位(すなわち、本発明に係る「所定の接触部位」)は、必ずしも該指部の先端部でなくともよい。例えば、上記のとおり、ハンド機構2の第1指部21Aをサーチ用指部とし、且つ第3指部21Cをサブサーチ用指部とする場合において、第1指部21Aにおける第2指リンク部212Aまたは第3指部21Cにおける第2指リンク部212Cの何れか一方が対象物または対象物以外の物体に接触するように、サーチ動作制御を行ってもよい。その場合は、サーチ動作制御におけるサーチ用形態を、第3指部21Cにおける第2指リンク部212Cの所定方向における位置が、第1指部21Aにおける第2指リンク部212Aの所定方向における位置に比して、上記の所定距離だけ所定の目標位置に近い位置になるとともに、第3指部21Cにおける第2指リンク部212Cの所定方向と直交する方向における位置が、対象物が存在すると想定される領域から外れた位置になる形態とすればよい。さらに、感圧センサによって対象物への接触を検知する場合は、第2指リンク部212Aおよび第2指リンク部212Cの各々に感圧センサを設ければよい。   Further, in the search operation control, the portion of the finger to be brought into contact with the object or an object other than the object (that is, the "predetermined contact region" according to the present invention) may not necessarily be the tip of the finger. For example, as described above, when the first finger portion 21A of the hand mechanism 2 is a search finger portion and the third finger portion 21C is a sub search finger portion, the second finger link portion in the first finger portion 21A The search operation control may be performed so that either one of the second finger link unit 212C in the second finger 212C or the third finger unit 21C contacts an object or an object other than the object. In that case, the position in the predetermined direction of the second finger link portion 212C in the third finger portion 21C is the position in the predetermined direction of the second finger link portion 212A in the first finger portion 21A. On the other hand, it is assumed that the target is present at a position close to the predetermined target position by the predetermined distance described above, and the position of the third finger 21C in the direction orthogonal to the predetermined direction of the second finger link 212C. It may be in the form of being out of position. Furthermore, in the case where a pressure sensor detects contact with an object, each of the second finger link portion 212A and the second finger link portion 212C may be provided with a pressure sensor.

<サーチ動作制御のフロー>
次に、上述したサーチ動作制御のフローについて図13に示すフローチャートに基づいて説明する。このサーチ動作制御のフローは、アーム制御装置42及びハンド制御装置43において所定の制御プログラムが実行されることで実現される。
<Flow of search operation control>
Next, the flow of the search operation control described above will be described based on the flowchart shown in FIG. The flow of the search operation control is realized by executing a predetermined control program in the arm control device 42 and the hand control device 43.

図13に示すフローでは、先ずS101において、今回の把持対象となる対象物についての対象物情報が対象物情報取得部430によって取得される。続いて、S102では、S101で取得された対象物情報に基づいて、今回のサーチ動作制御における所定の目標位置が決定される。   In the flow illustrated in FIG. 13, first, in S101, the target object information acquisition unit 430 acquires target object information on the target object to be gripped this time. Subsequently, in S102, based on the object information acquired in S101, a predetermined target position in the current search operation control is determined.

S103では、S101で取得された対象物情報に基づいて、今回のサーチ動作制御におけるハンド機構2のサーチ用形態が決定される。詳細には、ハンド機構2の4本の指部21の中からサーチ用指部とサブサーチ用指部との2本の指部を選択するとともに、それ
ら2本の指部の垂直方向における位置および水平方向における位置を決定する。
In S103, the search form of the hand mechanism 2 in the current search operation control is determined based on the object information acquired in S101. Specifically, two fingers of the search finger and the sub search finger are selected from the four fingers 21 of the hand mechanism 2 and the positions of the two fingers in the vertical direction And determine the position in the horizontal direction.

S104では、ハンド機構2の形態が、S103で決定されたサーチ用形態となるように、ハンド機構2が制御される。なお、S101からS104の処理はハンド制御部431によって実行される。   In S104, the hand mechanism 2 is controlled so that the form of the hand mechanism 2 becomes the search form determined in S103. The processes of S101 to S104 are executed by the hand control unit 431.

S105では、ハンド機構2のサーチ用指部の先端部がS102で決定された所定の目標位置に向かって移動するように、アーム制御部420によってアーム機構3を制御することで該ハンド機構2を移動させる。なお、このときは、ハンド制御部431によってハンド機構2の形態がサーチ用形態に維持されている。   In S105, the arm control unit 420 controls the arm mechanism 3 so that the tip of the search finger of the hand mechanism 2 moves toward the predetermined target position determined in S102. Move it. At this time, the hand control unit 431 maintains the form of the hand mechanism 2 in the search form.

S106では、サーチ用指部の感圧センサ70によって対象物10への接触が検知されたか否かが判別される。なお、S106の処理はセンサ情報取得部433によって実行される。このS106において否定判定された場合、すなわち、サーチ用指部が未だ対象物に接触していない場合は、S110の処理へ進み、サブサーチ用指部の感圧センサ70によって物体への接触が検知されたか否かが判別される。このS110において否定判定された場合は、サーチ用指部およびサブサーチ用指部の何れも未だ物体と接触していないことになるため、S105の処理が継続される。   In S106, it is determined whether or not a touch on the object 10 is detected by the pressure sensor 70 on the search finger. The process of S106 is performed by the sensor information acquisition unit 433. If a negative determination is made in S106, that is, if the search finger is not yet in contact with the object, the process proceeds to S110, where the pressure sensor 70 on the sub search finger detects contact with the object. It is determined whether or not it has been done. If a negative determination is made in S110, neither the search finger portion nor the sub search finger portion is in contact with the object yet, so the processing of S105 is continued.

一方、S106において肯定判定された場合は、サブサーチ用指部の先端部が物体に接触する前に、サーチ用指部の先端部が対象物に接触したことになる。そのため、S107の処理へ進み、ハンド制御装置43からアーム制御装置42に対して指令信号が送信されることで、アーム機構3の動作が停止されて、ハンド機構2の移動が終了される。   On the other hand, if the determination in step S106 is affirmative, it means that the tip of the search finger has come into contact with the object before the tip of the sub search finger comes into contact with the object. Therefore, the process proceeds to S107, and a command signal is transmitted from the hand control device 43 to the arm control device 42, whereby the operation of the arm mechanism 3 is stopped and the movement of the hand mechanism 2 is ended.

S107の処理が実行された後は、S108において、サーチ用指部の感圧センサ70によって対象物10への接触が検知されたときの接触位置が接触位置導出部434によって導出される。続いて、S109では、S108において接触位置導出部434によって導出された接触位置に関する接触位置情報に基づいて、位置情報補正部435が、対象物情報取得部430によって取得された対象物の位置情報の補正が必要であるかを判別する。そして、該補正が必要であると判定された場合には、接触位置導出部434によって導出された接触位置に関する接触位置情報に基づいて、対象物情報取得部430によって取得された対象物の位置情報が補正される。   After the process of S107 is performed, the contact position deriving unit 434 derives the contact position when the contact with the object 10 is detected by the pressure sensor 70 of the search finger in S108. Subsequently, in S109, based on the touch position information on the touch position derived by the touch position derivation unit 434 in S108, the position information correction unit 435 determines the position information of the object acquired by the object information acquisition unit 430. Determine if correction is necessary. When it is determined that the correction is necessary, the position information of the object acquired by the object information acquiring unit 430 based on the contact position information on the contact position derived by the contact position deriving unit 434. Is corrected.

また、S110において肯定判定された場合は、サーチ用指部の先端部が対象物に接触する前に、サブサーチ用指部の先端部が物体と接触したことになる。これは、前述したように、対象物情報取得部430によって取得された対象物情報に含まれる位置情報から想定される場所(想定位置)に実際の対象物が存在していないことを意味する。そのため、S111の処理へ進み、ハンド制御装置43からアーム制御装置42に対して指令信号が送信されることで、アーム機構3の動作が停止されて、ハンド機構2の移動が中止される。その場合、S101の処理へ戻り、対象物情報が再取得されて、サーチ動作制御がやり直されることになる。   If the determination in S110 is affirmative, the tip of the sub search finger is in contact with the object before the tip of the search finger is in contact with the object. As described above, this means that the actual object does not exist at a place (estimated position) assumed from the position information included in the object information acquired by the object information acquisition unit 430. Therefore, the process proceeds to S111, and a command signal is transmitted from the hand control device 43 to the arm control device 42, whereby the operation of the arm mechanism 3 is stopped and the movement of the hand mechanism 2 is stopped. In that case, the process returns to S101, object information is reacquired, and the search operation control is performed again.

上記したフローに従ってサーチ動作制御が行われると、実際の対象物が想定位置に存在しない場合に、タクトタイムが不要に長くなることが抑制される。   When the search operation control is performed according to the above-described flow, unnecessary increase in tact time is suppressed when the actual object is not present at the assumed position.

なお、上記の実施例では、ハンド機構2に設けられた指部21の本数を4本としたが、ハンド機構2が少なくとも2本の指部を有していれば、上記のような一連のサーチ動作制御を実行することができる。   In the above embodiment, the number of finger portions 21 provided in the hand mechanism 2 is four, but if the hand mechanism 2 has at least two finger portions, a series of the above-described series can be performed. Search operation control can be performed.

1・・・ロボットアーム、2・・・ハンド機構、20・・・ベース部、21・・・指部、22・・・第1関節部、23・・・第2関節部、211・・・第1指リンク部、212・・・第2指リンク部、213・・・基端部、3・・・アーム機構、30a・・・第1関節部、30b・・・第2関節部、30c・・・第3関節部、30d・・・第4関節部、30e・・・第5関節部、30f・・・第6関節部、31・・・第1アームリンク部、32・・・第2アームリンク部、33・・・第3アームリンク部、34・・・第4アームリンク部、35・・・第5アームリンク部、36・・・接続部材、4・・・台座部、42・・・アーム制御装置、420・・・アーム制御部、421・・・モータ状態量取得部、43・・・ハンド制御装置、430・・・対象物情報取得部、431・・・ハンド制御部、432・・・モータ状態量取得部、433・・・センサ情報取得部、51・・・第1モータ、52・・・第2モータ、53・・・第3モータ、70・・・感圧センサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Robot arm, 2 ... Hand mechanism, 20 ... Base part, 21 ... Finger part, 22 ... 1st joint part, 23 ... 2nd joint part, 211 ... First finger link, 212: second finger link, 213: proximal end, 3: arm mechanism, 30a: first joint, 30b: second joint, 30c ... 3rd joint part, 30d ... 4th joint part, 30e ... 5th joint part, 30f ... 6th joint part, 31 ... 1st arm link part, 32 ... third 2 arm link part, 33 ... third arm link part, 34 ... fourth arm link part, 35 ... fifth arm link part, 36 ... connection member, 4 ... pedestal part, 42 ... Arm control device, 420 ... Arm control unit, 421 ... Motor state quantity acquisition unit, 43 ... Hand control device, 430 · · · · · · · Object information acquisition unit, 431 · · · hand control unit, 432 · · · · · · · · motor state quantity acquisition unit, 433 ... sensor information acquisition unit, 51 ... first motor, 52 ... second motor 53: Third motor 70: Pressure sensor

Claims (6)

複数の指部を具備し、それら複数の指部により対象物を把持するハンド機構と、
前記ハンド機構の位置を変更するアーム機構と、
前記ハンド機構の前記複数の指部のうち少なくとも所定の2本の指部に設けられ、該所定の2本の指部の各々における所定の接触部位が物体と接触したことを検知する接触検知部と、
前記ハンド機構によって前記対象物を把持する際に、前記所定の2本の指部の一方の指部であるサーチ用指部における前記所定の接触部位と前記対象物が存在すると想定される位置とが所定方向において離間した状態から、所定の目標位置に向けて前記サーチ用指部における前記所定の接触部位を移動させるように、前記ハンド機構およびまたは前記アーム機構を制御するためのサーチ動作制御を行うことで、前記サーチ用指部における前記所定の接触部位の前記対象物への接触が該サーチ用指部の前記接触検知部によって検知されたときの接触位置を導出し、前記サーチ動作制御において導出された前記接触位置に基づいて前記アーム機構およびまたは前記ハンド機構を制御することで、前記ハンド機構を所定の把持可能位置に移動させて該ハンド機構によって前記対象物を把持させる、制御部と、
を備える、把持システムにおいて、
前記サーチ動作制御が行われる際に、
前記制御部は、
前記所定の2本の指部の他方の指部であるサブサーチ用指部における前記所定の接触部位の前記所定方向における位置が、前記サーチ用指部における前記所定の接触部位に比して、前記対象物の前記所定方向における寸法より短い所定距離だけ前記所定の目標位置に近い位置となるように前記ハンド機構を制御した状態で、前記サーチ動作制御を行い、
前記サーチ用指部における前記所定の接触部位の物体への接触が該サーチ用指部の前記接触検知部によって検知される前に、前記サブサーチ用指部における前記所定の接触部位の物体への接触が該サブサーチ用指部の前記接触検知部によって検知されると、その時点で前記サーチ動作制御を中止する、
把持システム。
A hand mechanism having a plurality of fingers and holding the object by the plurality of fingers;
An arm mechanism that changes the position of the hand mechanism;
A contact detection unit provided on at least two predetermined finger portions of the plurality of finger portions of the hand mechanism and detecting that a predetermined contact site on each of the predetermined two finger portions contacts an object When,
When gripping the object by the hand mechanism, the predetermined contact area on the search finger portion which is one finger portion of the predetermined two finger portions and the position where the object is assumed to be present Search operation control for controlling the hand mechanism and / or the arm mechanism so as to move the predetermined contact portion of the search finger toward the predetermined target position from the state where the wheel is separated in the predetermined direction By performing, the contact position when the contact of the predetermined contact site on the search finger with the object is detected by the contact detection unit of the search finger is derived, and in the search operation control The hand mechanism is moved to a predetermined grippable position by controlling the arm mechanism and / or the hand mechanism based on the derived contact position. Thereby gripping the object by the hand mechanism, and a control unit,
In a gripping system comprising
When the search operation control is performed,
The control unit
The position in the predetermined direction of the predetermined contact portion in the subsearch finger portion which is the other finger portion of the predetermined two finger portions is smaller than the predetermined contact portion in the search finger portion. Performing the search operation control in a state in which the hand mechanism is controlled to be close to the predetermined target position by a predetermined distance shorter than the dimension of the object in the predetermined direction;
Before the contact with the object of the predetermined contact site in the search finger is detected by the contact detection unit of the search finger, the object of the predetermined contact site in the sub search finger is detected. When a touch is detected by the touch detection unit of the sub search finger, the search operation control is stopped at that time,
Gripping system.
前記制御部は、
前記所定の2本の指部の他方の指部であるサブサーチ用指部における前記所定の接触部位の前記所定方向における位置が、前記サーチ用指部における前記所定の接触部位に比して、前記対象物の前記所定方向における寸法より短い所定距離だけ前記所定の目標位置に近い位置となることに加え、前記サブサーチ用指部における前記所定の接触部位の前記所定方向と直交する方向における位置が、前記対象物が存在すると想定される領域から外れた位置となるように前記ハンド機構を制御した状態で、前記サーチ動作制御を行う、
請求項1に記載の把持システム。
The control unit
The position in the predetermined direction of the predetermined contact portion in the subsearch finger portion which is the other finger portion of the predetermined two finger portions is smaller than the predetermined contact portion in the search finger portion. In addition to the position closer to the predetermined target position by a predetermined distance shorter than the dimension of the target in the predetermined direction, the position of the predetermined position on the sub search finger in the direction orthogonal to the predetermined direction Performing the search operation control in a state where the hand mechanism is controlled such that the position deviates from the area where the object is assumed to exist.
A gripping system according to claim 1.
前記サーチ用指部における前記所定の接触部位の前記対象物への接触が該サーチ用指部の前記接触検知部によって検知される前に、前記サブサーチ用指部における前記所定の接触部位の物体への接触が該サブサーチ用指部の前記接触検知部によって検知されることで、前記サーチ動作制御が中止された場合において、
前記制御部は、前記対象物が存在すると想定される位置に関する情報を再度取得し、その取得された情報に基づいて前記サーチ動作制御をやり直す、
請求項1または2に記載の把持システム。
An object of the predetermined contact area on the sub search finger before the contact of the predetermined contact area on the search finger to the target is detected by the contact detection unit of the search finger In the case where the search operation control is canceled by the touch on the sub-search finger being detected by the touch detection unit on the sub-search finger,
The control unit acquires again information on the position where the object is assumed to exist, and performs the search operation control again based on the acquired information.
A gripping system according to claim 1 or 2.
複数の指部を具備し、それら複数の指部により対象物を把持するハンド機構と、
前記ハンド機構の位置を変更するアーム機構と、
前記ハンド機構の前記複数の指部のうち少なくとも所定の2本の指部に設けられ、該所
定の2本の指部の各々における所定の接触部位が物体と接触したことを検知する接触検知部と、
を備える、把持システムの制御方法であって、
前記ハンド機構によって前記対象物を把持する際に、前記所定の2本の指部の一方の指部であるサーチ用指部における前記所定の接触部位と前記対象物が存在すると想定される位置とが所定方向において離間した状態から、所定の目標位置に向けて前記サーチ用指部における前記所定の接触部位を移動させるように、前記ハンド機構およびまたは前記アーム機構を制御するためのサーチ動作制御を行うことで、前記サーチ用指部における前記所定の接触部位の前記対象物への接触が該サーチ用指部の前記接触検知部によって検知されたときの接触位置を導出し、前記サーチ動作制御において導出された前記接触位置に基づいて前記アーム機構およびまたは前記ハンド機構を制御することで、前記ハンド機構を所定の把持可能位置に移動させて該ハンド機構によって前記対象物を把持させる、制御方法において、
前記所定の2本の指部の他方の指部であるサブサーチ用指部における前記所定の接触部位の前記所定方向における位置が、前記サーチ用指部における前記所定の接触部位に比して、前記対象物の前記所定方向における寸法より短い所定距離だけ前記所定の目標位置に近い位置となるように前記ハンド機構を制御した状態で、前記サーチ動作制御を実行する実行ステップと、
前記サーチ動作制御の実行中において、前記サーチ用指部における前記所定の接触部位の物体への接触が該サーチ用指部の前記接触検知部によって検知される前に、前記サブサーチ用指部における前記所定の接触部位の物体への接触が該サブサーチ用指部の前記接触検知部によって検知されると、その時点で前記サーチ動作制御を中止させる中止ステップと、
を含む、把持システムの制御方法。
A hand mechanism having a plurality of fingers and holding the object by the plurality of fingers;
An arm mechanism that changes the position of the hand mechanism;
A contact detection unit provided on at least two predetermined finger portions of the plurality of finger portions of the hand mechanism and detecting that a predetermined contact site on each of the predetermined two finger portions contacts an object When,
A method of controlling a gripping system comprising:
When gripping the object by the hand mechanism, the predetermined contact area on the search finger portion which is one finger portion of the predetermined two finger portions and the position where the object is assumed to be present Search operation control for controlling the hand mechanism and / or the arm mechanism so as to move the predetermined contact portion of the search finger toward the predetermined target position from the state where the wheel is separated in the predetermined direction By performing, the contact position when the contact of the predetermined contact site on the search finger with the object is detected by the contact detection unit of the search finger is derived, and in the search operation control The hand mechanism is moved to a predetermined grippable position by controlling the arm mechanism and / or the hand mechanism based on the derived contact position. Thereby gripping the object by the hand mechanism, the control method,
The position in the predetermined direction of the predetermined contact portion in the subsearch finger portion which is the other finger portion of the predetermined two finger portions is smaller than the predetermined contact portion in the search finger portion. Executing the search operation control in a state where the hand mechanism is controlled to be close to the predetermined target position by a predetermined distance shorter than the dimension of the object in the predetermined direction;
During execution of the search operation control, before the contact with the search finger unit is detected by the contact detection unit of the search finger unit before the contact with the search finger unit is detected by the sub search finger unit A stop step of stopping the search operation control at that time when the contact to the object of the predetermined contact portion is detected by the contact detection unit of the sub search finger;
Control method of the gripping system, including:
前記実行ステップでは、前記所定の2本の指部の他方の指部であるサブサーチ用指部における前記所定の接触部位の前記所定方向における位置が、前記サーチ用指部における前記所定の接触部位に比して、前記対象物の前記所定方向における寸法より短い所定距離だけ前記所定の目標位置に近い位置となることに加え、前記サブサーチ用指部における前記所定の接触部位の前記所定方向と直交する方向における位置が、前記対象物が存在すると想定される領域から外れた位置となるように前記ハンド機構が制御される、
請求項4に記載の把持システムの制御方法。
In the execution step, the position in the predetermined direction of the predetermined contact portion in the subsearch finger portion which is the other finger portion of the predetermined two finger portions is the predetermined contact portion in the search finger portion And the predetermined direction of the predetermined contact portion of the sub search finger portion in addition to the predetermined position being closer to the predetermined target position by a predetermined distance shorter than the dimension of the object in the predetermined direction. The hand mechanism is controlled such that the position in the orthogonal direction is out of the area where the object is assumed to be present.
The control method of the holding | grip system of Claim 4.
前記サーチ用指部における前記所定の接触部位の前記対象物への接触が該サーチ用指部の前記接触検知部によって検知される前に、前記サブサーチ用指部における前記所定の接触部位の物体への接触が該サブサーチ用指部の前記接触検知部によって検知されることで、前記サーチ動作制御が中止された場合に、前記対象物が存在すると想定される位置に関する情報を再度取得する再取得ステップと、
前記再取得ステップで再度取得された前記対象物が存在すると想定される位置に関する情報に基づいて前記サーチ動作制御を再度実行する再実行ステップと、
をさらに含む、請求項4または5に記載の把持システムの制御方法。
An object of the predetermined contact area on the sub search finger before the contact of the predetermined contact area on the search finger to the target is detected by the contact detection unit of the search finger When the search operation control is canceled by the touch detection unit detecting the touch on the sub-search finger, the information on the position where the object is assumed to be present is acquired again. Acquisition step,
A re-execution step of re-executing the search operation control based on the information on the position where the target object is assumed to be acquired again in the re-acquisition step;
The control method of the gripping system according to claim 4 or 5, further comprising
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