WO2020110237A1 - Contact state recognition device and robot system - Google Patents

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諒 児島
慎一 平井
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    • G01L5/16—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring several components of force

Abstract

This contact state recognition device (100a) is attached to a robot and recognizes a contact state upon contact with an object. The contact state recognition device (100a) comprises a rigid part (116) attached to the robot, a magnetic sensor (113a) attached to the rigid part (116), and a flexible part (112a) that is attached to the rigid part (116) and deforms upon coming into contact with an object. The flexible part (112a) contains a plurality of magnets (114a-114d) at different positions. The magnetic sensor (113a) has at least two detection axes in different directions and detects the intensities of the magnetic field produced by the plurality of magnets (114a-114d) in the directions of each of the detection axes.

Description

接触状態認識装置及びロボットシステムContact state recognition device and robot system
　本発明は、物体との接触状態を認識する接触状態認識装置及びロボットシステムに関する。 The present invention relates to a contact state recognition device and a robot system that recognize a contact state with an object.
　近年、産業用ロボットは、従来のような繰り返し同じ物体を運ぶような作業ではなく、多品種に柔軟に対応することが求められる。特にロボットハンドは、従来は物体ごとに最適なものを設計し活用してきたが、１つのロボットハンドで複数の物体に対応可能なことが求められる。１つのロボットハンドで複数の物体に対応する方法の１つに、物体と当接する部分に柔軟素材を用いる方法がある。物体に当接する柔軟部が物体に倣うことによって、１つのロボットハンドで様々な形状の物体に対応することが可能である。一方で、当接する部分が柔軟である場合、ロボットハンドがどのような把持力で物体を把持しているか不確定であり、運搬、組み立てなどを行うことが困難となる。 In recent years, industrial robots are required to flexibly support a wide variety of products, rather than the conventional work of repeatedly carrying the same object. In particular, conventionally, the robot hand has been designed and utilized optimally for each object, but it is required that one robot hand can handle a plurality of objects. One of the methods for handling a plurality of objects with one robot hand is to use a flexible material in a portion that comes into contact with the objects. By following the object with the flexible portion that comes into contact with the object, one robot hand can deal with objects of various shapes. On the other hand, when the abutting portion is flexible, it is uncertain how much grip force the robot hand grips the object, and it becomes difficult to carry and assemble the robot hand.
　柔軟部にかかった力を推定する方法として、物体と当接する部分に磁石及びホール素子を備え、外力が加わることでホール素子と磁石の位置関係が変化する構造とし、ホール素子の検出値から外力を推定する方法がある。特許文献１には、センサ装置が、磁性粒子を内部に分散した柔軟構造部の中央部にホール素子、及び柔軟構造部の上下に電磁石を備え、ホール素子が検出した磁場の変化量に応じて外力を推定する技術が開示されている。 As a method of estimating the force applied to the flexible part, a magnet and a hall element are provided in the part that comes into contact with the object, and the positional relationship between the hall element and the magnet changes when external force is applied. There is a method of estimating. In Patent Document 1, a sensor device includes a Hall element in the central portion of a flexible structure portion in which magnetic particles are dispersed, and electromagnets above and below the flexible structure portion, and according to the amount of change in the magnetic field detected by the hall element. A technique for estimating an external force is disclosed.
国際公開第２０１４／２０３４４６号International Publication No. 2014/203446
　ロボットハンドが基板などの薄物の物体の側面を持って搬送、組み立てなどを実行するシーンでは、物体の把持力だけでなく、ロボットハンドと物体との接触角度を含めた接触状態を表す把持姿勢を正確に把握することが望まれる。ロボットハンドが物体をどのように把持しているかを把握しなければ、把持後の作業を継続することが難しいからである。しかしながら、特許文献１に記載のセンサ装置では、物体を把持したときの姿勢を推定することはできない。そのため、組み立て工程などに適用されても作業を継続することが難しい、という問題があった。 In a scene where the robot hand carries and assembles a thin object such as a substrate while holding it, the gripping posture that represents not only the gripping force of the object but also the contact state including the contact angle between the robot hand and the object Accurate understanding is desired. This is because it is difficult to continue the work after grasping unless the robot hand grasps how the object is grasped. However, the sensor device described in Patent Document 1 cannot estimate the posture when an object is gripped. Therefore, there is a problem that it is difficult to continue the work even if it is applied to the assembly process.
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、物体と接触した際の接触状態を認識可能な接触状態認識装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to obtain a contact state recognition device capable of recognizing a contact state when contacting an object.
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ロボットに取り付けられ、物体と接触した際の接触状態を認識する接触状態認識装置である。接触状態認識装置は、ロボットに取り付けられる剛体部と、剛体部に取り付けられる磁気センサと、剛体部に取り付けられ、物体と接触した際に変形する柔軟部と、を備える。柔軟部は、互いに異なる位置に複数の磁石を内包する。磁気センサは、互いに異なる方向の２つの検出軸を少なくとも有し、複数の磁石による検出軸の方向の磁界の強さを検出軸毎に検出する。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the present invention is a contact state recognition device that is attached to a robot and that recognizes a contact state when a contact is made with an object. The contact state recognition device includes a rigid body portion attached to the robot, a magnetic sensor attached to the rigid body portion, and a flexible portion attached to the rigid body portion and deformed when coming into contact with an object. The flexible portion contains a plurality of magnets at different positions. The magnetic sensor has at least two detection axes in different directions, and detects the strength of the magnetic field in the direction of the detection axis by the plurality of magnets for each detection axis.
　本発明によれば、接触状態認識装置は、物体との接触状態を認識できる、という効果を奏する。 According to the present invention, the contact state recognition device has an effect of being able to recognize the contact state with an object.
実施の形態１に係る接触状態認識装置を備えたロボットハンドの構成の一例を示す概略図Schematic diagram showing an example of the configuration of a robot hand including the contact state recognition device according to the first embodiment. 実施の形態１に係る接触状態認識装置を備えるロボットハンドがワークである把持物体を把持する際の接触状態の第１の例を示す図The figure which shows the 1st example of the contact state when the robot hand provided with the contact state recognition apparatus which concerns on Embodiment 1 hold|grips the holding object which is a workpiece|work. 実施の形態１に係る接触状態認識装置を備えるロボットハンドがワークである把持物体を把持する際の接触状態の第２の例を示す図The figure which shows the 2nd example of the contact state when the robot hand provided with the contact state recognition apparatus which concerns on Embodiment 1 grasps the grasped object which is a workpiece|work. 実施の形態１に係る接触状態認識装置の構成の一例を示す図The figure which shows an example of a structure of the contact state recognition apparatus which concerns on Embodiment 1. 実施の形態１に係る接触状態認識装置における接触部の構成の一例を示す上面図及び側面図The top view and side view which show an example of a structure of the contact part in the contact state recognition apparatus which concerns on Embodiment 1. 実施の形態１に係る接触状態認識装置を備えたロボットシステムの構成例を示す図The figure which shows the structural example of the robot system provided with the contact state recognition apparatus which concerns on Embodiment 1. 実施の形態１に係る接触状態推定部が保持する、接触角度と磁気センサで検出される磁界の強さの変化量との関係を表すモデルの一例を示す模式図The schematic diagram which shows an example of the model which the contact state estimation part which concerns on Embodiment 1 hold|maintains, and which represents the relationship between the contact angle and the amount of change of the strength of the magnetic field detected by the magnetic sensor. 実施の形態１に係る接触状態推定部が接触部と把持物体との接触状態を推定する動作を示すフローチャートThe flowchart which shows the operation|movement which the contact state estimation part which concerns on Embodiment 1 estimates the contact state of a contact part and a grasped object. 実施の形態１に係る接触状態認識装置の接触状態推定部が備える処理回路をプロセッサおよびメモリで構成する場合の例を示す図The figure which shows the example at the time of comprising the processing circuit with which the contact state estimation part of the contact state recognition apparatus which concerns on Embodiment 1 comprises a processor and memory. 実施の形態１に係る接触状態認識装置の接触状態推定部が備える処理回路を専用のハードウェアで構成する場合の例を示す図The figure which shows the example at the time of comprising the processing circuit with which the contact state estimation part of the contact state recognition apparatus which concerns on Embodiment 1 is comprised by exclusive hardware. 実施の形態１に係る接触状態認識装置を備えたロボットハンドの構成の他の例を示す概略図Schematic which shows the other example of a structure of the robot hand provided with the contact state recognition apparatus which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態２に係る接触状態認識装置の構成の一例を示す図The figure which shows an example of a structure of the contact state recognition apparatus which concerns on Embodiment 2. 実施の形態２に係る接触状態認識装置における接触部の構成の一例を示す上面図及び側面図The top view and side view which show an example of a structure of the contact part in the contact state recognition apparatus which concerns on Embodiment 2. FIG. 実施の形態３に係る接触状態認識装置の構成の一例を示す図The figure which shows an example of a structure of the contact state recognition apparatus which concerns on Embodiment 3. 実施の形態３に係る接触状態認識装置における接触部の構成の一例を示す上面図及び側面図The top view and side view which show an example of a structure of the contact part in the contact state recognition apparatus which concerns on Embodiment 3. FIG. 実施の形態４に係る接触状態認識装置の構成の一例を示す図The figure which shows an example of a structure of the contact state recognition apparatus which concerns on Embodiment 4.
　以下に、本発明の実施の形態に係る接触状態認識装置及びロボットシステムを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 The contact state recognition device and the robot system according to the embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to this embodiment.
実施の形態１．
　図１は、本発明の実施の形態１に係る接触状態認識装置１００ａを備えたロボットハンド１０の構成の一例を示す概略図である。図２は、実施の形態１に係る接触状態認識装置１００ａを備えるロボットハンド１０がワークである把持物体２０を把持する際の接触状態の第１の例を示す図である。図３は、実施の形態１に係る接触状態認識装置１００ａを備えるロボットハンド１０がワークである把持物体２０を把持する際の接触状態の第２の例を示す図である。把持物体２０は、ロボットハンド１０の把持対象となる物体である。ロボットハンド１０は、指部１１ａ，１１ｂを有するロボットである。ロボットハンド１０は、指部１１ａ及び指部１１ｂの間隔を調整することで把持物体２０を把持する。 Embodiment 1.
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of the configuration of a robot hand 10 including a contact state recognition device 100a according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a first example of a contact state when the robot hand 10 including the contact state recognition device 100a according to the first embodiment grips a gripping object 20 which is a work. FIG. 3 is a diagram showing a second example of the contact state when the robot hand 10 including the contact state recognition device 100a according to the first embodiment grips the gripping object 20 that is the work. The grasped object 20 is an object to be grasped by the robot hand 10. The robot hand 10 is a robot having fingers 11a and 11b. The robot hand 10 grasps the grasped object 20 by adjusting the distance between the finger portion 11a and the finger portion 11b.
　図１から図３の例では、ロボットハンド１０は、２つの接触状態認識装置１００ａを備える。接触状態認識装置１００ａは、把持物体２０と接触した際の接触状態を認識する。接触状態認識装置１００ａは、接触部１１０ａと、接触状態推定部１５０ａとを備える。接触部１１０ａは、指部１１ａ，１１ｂの内側にそれぞれに設置される。具体的には、接触部１１０ａは、指部１１ａと把持物体２０とが当接する部位、及び指部１１ｂと把持物体２０とが当接する部位に備えられる。すなわち、接触部１１０ａは、ロボットハンド１０が把持物体２０を把持する部位に取り付けられる。ロボットハンド１０は、接触部１１０ａを介して把持物体２０を把持することになる。なお、把持物体２０を把持する際に接触するなどの問題が無ければ、接触状態推定部１５０ａを指部１１ａ，１１ｂの内側にそれぞれに設置してもよい。 In the example of FIGS. 1 to 3, the robot hand 10 includes two contact state recognition devices 100a. The contact state recognition device 100a recognizes the contact state when the grip object 20 is contacted. The contact state recognition device 100a includes a contact unit 110a and a contact state estimation unit 150a. The contact portions 110a are installed inside the finger portions 11a and 11b, respectively. Specifically, the contact portion 110a is provided at a portion where the finger portion 11a and the grasped object 20 contact each other and a portion where the finger portion 11b and the grasped object 20 contact each other. That is, the contact portion 110a is attached to a portion where the robot hand 10 grips the gripped object 20. The robot hand 10 grips the gripped object 20 via the contact portion 110a. If there is no problem such as contact when gripping the gripped object 20, the contact state estimation unit 150a may be installed inside the finger sections 11a and 11b, respectively.
　接触状態推定部１５０ａは、接触部１１０ａと電気的に接続され、接触部１１０ａから出力される情報に基づいて、接触部１１０ａと把持物体２０との接触状態を推定する。具体的には、接触状態推定部１５０ａは、接触部１１０ａが備える図示しない磁気センサで検出された各検出軸方向の磁界の強さに基づいて、接触部１１０ａと把持物体２０との接触角度を含む接触状態を推定する。接触部１１０ａと把持物体２０との接触状態は、指部１１ａ，１１ｂと把持物体２０との接触状態を表し、ロボットハンド１０と把持物体２０との接触状態を表す。接触状態は、少なくとも接触角度を含む。接触状態は、接触力、すなわち把持力を含んでも良い。 The contact state estimation unit 150a is electrically connected to the contact unit 110a and estimates the contact state between the contact unit 110a and the gripped object 20 based on the information output from the contact unit 110a. Specifically, the contact state estimation unit 150a determines the contact angle between the contact unit 110a and the grasped object 20 based on the strength of the magnetic field in each detection axis direction detected by a magnetic sensor (not shown) included in the contact unit 110a. Estimate the contact state including. The contact state between the contact portion 110a and the grasped object 20 represents the contact state between the finger portions 11a and 11b and the grasped object 20, and represents the contact state between the robot hand 10 and the grasped object 20. The contact state includes at least a contact angle. The contact state may include a contact force, that is, a gripping force.
　図１から図３において、把持方向をｚ軸方向とし、ｚ軸に垂直な方向をｘ軸方向及びｙ軸方向とする。ここで、把持方向とは、ロボットハンド１０が把持物体２０を把持するために指部１１ａ及び１１ｂの間隔を調整する際、指部１１ａ及び１１ｂが把持物体２０に近付く方向を表す。すなわち、把持方向は、ロボットハンド１０が把持物体２０を把持する際に、接触部１１０ａが把持物体２０に近付く方向を表す。ロボットハンド１０が把持物体２０を把持する際、指部１１ａに設置される接触部１１０ａが把持物体２０に近付く方向を＋ｚ方向とし、指部１１ｂに設置される接触部１１０ａが把持物体２０に近付く方向を－ｚ方向とする。したがって、指部１１ａに設置される接触部１１０ａの把持方向は＋ｚ方向となり、指部１１ｂに設置される接触部１１０ａの把持方向は－ｚ方向となる。 1 to 3, the gripping direction is the z-axis direction, and the directions perpendicular to the z-axis are the x-axis direction and the y-axis direction. Here, the gripping direction represents a direction in which the finger parts 11 a and 11 b approach the gripped object 20 when the robot hand 10 adjusts the interval between the finger parts 11 a and 11 b in order to grip the gripped object 20. That is, the gripping direction represents a direction in which the contact portion 110 a approaches the gripped object 20 when the robot hand 10 grips the gripped object 20. When the robot hand 10 grasps the grasped object 20, the contact portion 110a installed on the finger portion 11a approaches the grasped object 20 in the +z direction, and the contact portion 110a installed on the finger portion 11b approaches the grasped object 20. Let the direction be the −z direction. Therefore, the grip direction of the contact portion 110a installed on the finger portion 11a is +z direction, and the grip direction of the contact portion 110a installed on the finger portion 11b is −z direction.
　一方、接触部１１０ａを基準として考えると、接触部１１０ａに対する把持物体２０の接触方向が定義される。前述の通り、把持方向は、ロボットハンド１０が把持物体２０を把持する際、接触部１１０ａが移動する方向である。これに対して、接触方向は、ロボットハンド１０が把持物体２０を把持する際、把持物体２０が接触部１１０ａに近付く方向である。すなわち、接触方向は、ロボットハンド１０が把持物体２０を把持する際、接触部１１０ａの位置を基準とした、把持物体２０の相対的な移動方向である。接触方向は、把持方向とは逆方向となる。ロボットハンド１０が把持物体２０を把持する際、把持物体２０は接触部１１０ａに押し込まれることになるので、接触方向は把持物体２０が接触部１１０ａに押し込まれる方向と言うこともできる。ロボットハンド１０が把持物体２０を把持する際、指部１１ａに設置される接触部１１０ａに対する把持物体２０の接触方向は－ｚ方向となり、指部１１ｂに設置される接触部１１０ａに対する把持物体２０の接触方向は＋ｚ方向となる。 On the other hand, when considering the contact portion 110a as a reference, the contact direction of the grasped object 20 with respect to the contact portion 110a is defined. As described above, the gripping direction is the direction in which the contact portion 110a moves when the robot hand 10 grips the gripped object 20. On the other hand, the contact direction is a direction in which the gripping object 20 approaches the contact portion 110a when the robot hand 10 grips the gripping object 20. That is, the contact direction is a relative moving direction of the grasped object 20 with the position of the contact portion 110a as a reference when the robot hand 10 grasps the grasped object 20. The contact direction is opposite to the gripping direction. Since the gripping object 20 is pushed into the contact portion 110a when the robot hand 10 grips the gripping object 20, the contact direction can be said to be the direction in which the gripping object 20 is pushed into the contact portion 110a. When the robot hand 10 grasps the grasped object 20, the contact direction of the grasped object 20 with the contact portion 110a installed on the finger portion 11a is the −z direction, and the grasped object 20 with respect to the contact portion 110a installed on the finger portion 11b. The contact direction is +z direction.
　また、ｙ軸方向は、指部１１ａ，１１ｂの長さ方向を表し、ｚ軸方向及びｘ軸方向と直交する方向である。ｙ軸方向については、指部１１ａ，１１ｂの先端に向かう方向を－ｙ方向とし、反対方向を＋ｙ方向とする。ｘ軸方向は、指部１１ａ，１１ｂの幅方向を表し、ｚ軸方向及びｙ軸方向と直交する方向である。ｘ軸方向については、図１から図３において紙面の手前の方向を＋ｘ方向とし、反対方向を－ｘ方向とする。ｘ軸方向、ｙ軸方向及びｚ軸方向は、以降の図でも同様である。 Also, the y-axis direction represents the length direction of the finger portions 11a and 11b, and is the direction orthogonal to the z-axis direction and the x-axis direction. Regarding the y-axis direction, the direction toward the tips of the fingers 11a and 11b is the −y direction, and the opposite direction is the +y direction. The x-axis direction represents the width direction of the finger portions 11a and 11b, and is the direction orthogonal to the z-axis direction and the y-axis direction. Regarding the x-axis direction, the front side of the paper surface in FIGS. 1 to 3 is the +x direction, and the opposite direction is the −x direction. The x-axis direction, the y-axis direction, and the z-axis direction are the same in the following figures.
　接触角度は、把持物体２０の接触面の基準方向が、ｘｙ平面においてどのような角度で接触部１１０ａに接触しているかを表す。把持物体２０の接触面とは、接触部１１０ａに接触している把持物体２０の面である。言い換えると、把持物体２０の接触面は、把持物体２０が有する面のうち、ロボットハンド１０に把持される面であり、把持物体２０の把持面と呼ばれても良い。ここでは、把持物体２０は、底面及び側面が長方形の板状の物体であるものとする。また、ロボットハンド１０は、把持物体２０の側面を把持するものとする。また、基準方向は、把持物体２０の接触面である側面の長手方向であるとする。図２では、接触面の長手方向がｘ軸方向となっており、図３では、接触面の長手方向がｙ軸方向となっている。 The contact angle indicates at what angle the reference direction of the contact surface of the gripped object 20 contacts the contact portion 110a on the xy plane. The contact surface of the gripping object 20 is the surface of the gripping object 20 that is in contact with the contact portion 110a. In other words, the contact surface of the gripping object 20 is a surface of the gripping object 20 that is gripped by the robot hand 10, and may be referred to as a gripping surface of the gripping object 20. Here, the grasped object 20 is assumed to be a plate-like object having a rectangular bottom surface and side surfaces. Further, the robot hand 10 grips the side surface of the gripped object 20. Further, the reference direction is the longitudinal direction of the side surface that is the contact surface of the gripped object 20. In FIG. 2, the longitudinal direction of the contact surface is the x-axis direction, and in FIG. 3, the longitudinal direction of the contact surface is the y-axis direction.
　なお、図１では、指部１１ａ，１１ｂの両方に接触状態認識装置１００ａを設置したが、その限りではなく、指部１１ａ，１１ｂのいずれか一方のみに設置しても構わない。把持物体２０は形状が既知であれば物体形状は問わず、例えば、組み立ての際に繊細な作業を要する薄い基板のようなものなどが典型的である。基板は、電子部品などが実装されるプリント基板である。また、ロボットハンド１０の形状は一例を図示しており、二指のものに限定されない。 Note that, in FIG. 1, the contact state recognition device 100a is installed on both of the finger portions 11a and 11b, but the invention is not limited to this, and may be installed on only one of the finger portions 11a and 11b. The grasped object 20 may be of any shape as long as it has a known shape, and is typically a thin substrate that requires delicate work during assembly. The board is a printed board on which electronic components and the like are mounted. Further, the shape of the robot hand 10 is shown as an example, and the shape is not limited to that of two fingers.
　図４は、実施の形態１に係る接触状態認識装置１００ａの構成の一例を示す図である。また、図５は、実施の形態１に係る接触状態認識装置１００ａにおける接触部１１０ａの構成の一例を示す上面図及び側面図である。なお、図４及び図５では、接触部１１０ａの構成を説明するため、後述する柔軟部１１２ａを透視した図としている。以降の図においても同様とする。図５において、上の図が上面図であり、下の図が側面図である。上面図は、ｚ軸方向からｘｙ平面を見たときの図となる。また、側面図は、ｙ軸方向からｘｚ平面を見たときの図となる。図５は、接触部１１０ａに把持物体２０が接触していない状態における各構成要素の配置を表している。図５は、指部１１ａに設置される接触部１１０ａを表している。指部１１ｂに設置される接触部１１０ａも構成は同様であるが、＋ｚ方向が逆方向になる。図５において、接触部１１０ａに対する把持物体２０の接触方向は－ｚ方向となる。 FIG. 4 is a diagram showing an example of the configuration of the contact state recognition device 100a according to the first embodiment. FIG. 5 is a top view and a side view showing an example of the configuration of the contact part 110a in the contact state recognition device 100a according to the first embodiment. Note that, in FIGS. 4 and 5, in order to explain the configuration of the contact portion 110a, the flexible portion 112a to be described later is seen through. The same applies to subsequent figures. In FIG. 5, the upper diagram is a top view and the lower diagram is a side view. The top view is a view when the xy plane is viewed from the z-axis direction. Further, the side view is a view when the xz plane is viewed from the y-axis direction. FIG. 5 shows the arrangement of each component in a state where the gripping object 20 is not in contact with the contact portion 110a. FIG. 5 shows the contact portion 110a installed on the finger portion 11a. The contact portion 110a installed on the finger portion 11b has the same structure, but the +z direction is opposite. In FIG. 5, the contact direction of the grasped object 20 with the contact portion 110a is the −z direction.
　接触部１１０ａは、柔軟部１１２ａと、磁気センサ１１３ａと、４つの磁石１１４ａ～１１４ｄと、剛体部１１６とを備える。剛体部１１６は、剛性を有する平板である。剛体部１１６は、ロボットハンド１０に取り付けられる。接触部１１０ａがロボットハンド１０の指部１１ａに設置される際には、剛体部１１６の底面１１７と、指部１１ａの表面とが接触する。したがって、剛体部１１６の上面及び底面１１７は、接触方向である－ｚ方向に対して直角となる。すなわち、剛体部１１６の上面及び底面１１７は、ｘｙ平面と平行となる。同様に、接触部１１０ａがロボットハンド１０の指部１１ｂに設置される際には、剛体部１１６の底面１１７と、指部１１ｂの表面とが接触する。したがって、剛体部１１６の上面及び底面１１７は、接触方向である＋ｚ方向に対して直角となる。すなわち、剛体部１１６の上面及び底面１１７は、ｘｙ平面と平行となる。 The contact part 110a includes a flexible part 112a, a magnetic sensor 113a, four magnets 114a to 114d, and a rigid part 116. The rigid body portion 116 is a rigid flat plate. The rigid body portion 116 is attached to the robot hand 10. When the contact part 110a is installed on the finger part 11a of the robot hand 10, the bottom surface 117 of the rigid part 116 and the surface of the finger part 11a come into contact with each other. Therefore, the upper surface and the bottom surface 117 of the rigid body portion 116 are perpendicular to the −z direction which is the contact direction. That is, the upper surface and the bottom surface 117 of the rigid body portion 116 are parallel to the xy plane. Similarly, when the contact part 110a is installed on the finger part 11b of the robot hand 10, the bottom surface 117 of the rigid part 116 and the surface of the finger part 11b come into contact with each other. Therefore, the upper surface and the bottom surface 117 of the rigid portion 116 are perpendicular to the +z direction which is the contact direction. That is, the upper surface and the bottom surface 117 of the rigid body portion 116 are parallel to the xy plane.
　剛体部１１６の上面には、磁気センサ１１３ａが固定される。磁気センサ１１３ａは、剛体部１１６に取り付けられる。磁気センサ１１３ａは、互いに異なる方向の２つ以上の検出軸を有し、それぞれの検出軸の方向の磁界の強さを検出する。すなわち、磁気センサ１１３ａは、２つの方向の磁界に対してそれぞれ感度を有する。磁界の強さは、例えば、磁束密度として検出する。なお、磁気センサ１１３ａで検出される磁界の強さは、絶対値だけではなく、検出軸のどちら向きの磁界なのかの情報も含んでも良い。言い換えると、磁気センサ１１３ａで検出される磁界の強さは、正負の情報を含んでも良い。磁気センサ１１３ａは、例えば、ホール素子を用いて実現することができる。剛体部１１６の上面には、柔軟部１１２ａが取り付けられる。なお、柔軟部１１２ａは、剛体部１１６の上面に直接取り付けられても良いし、他の部材を介して取り付けられても良い。磁気センサ１１３ａは、剛体部１１６に対して固定されていれば、柔軟部１１２ａに内包されていても良いし、柔軟部１１２ａと剛体部１１６との間にあっても良い。磁気センサ１１３ａは、接触状態推定部１５０ａと接続され、検出値を接触状態推定部１５０ａに出力する。 The magnetic sensor 113a is fixed to the upper surface of the rigid body portion 116. The magnetic sensor 113a is attached to the rigid body portion 116. The magnetic sensor 113a has two or more detection axes in mutually different directions and detects the strength of the magnetic field in the direction of each detection axis. That is, the magnetic sensor 113a has sensitivity to magnetic fields in two directions. The strength of the magnetic field is detected as, for example, the magnetic flux density. Note that the strength of the magnetic field detected by the magnetic sensor 113a may include not only the absolute value but also information indicating which direction of the detection axis the magnetic field is. In other words, the strength of the magnetic field detected by the magnetic sensor 113a may include positive and negative information. The magnetic sensor 113a can be realized by using, for example, a Hall element. The flexible portion 112 a is attached to the upper surface of the rigid body portion 116. The flexible portion 112a may be directly attached to the upper surface of the rigid body portion 116, or may be attached via another member. The magnetic sensor 113 a may be included in the flexible part 112 a as long as it is fixed to the rigid part 116, or may be between the flexible part 112 a and the rigid part 116. The magnetic sensor 113a is connected to the contact state estimating unit 150a and outputs the detection value to the contact state estimating unit 150a.
　柔軟部１１２ａは、把持物体２０との接触に伴って変形するような弾性率を有する弾性体で構成される。柔軟部１１２ａの上面１１５が、把持物体２０と接触する接触部１１０ａの接触面となる。柔軟部１１２ａの上面１１５は、剛体部１１６に対向する柔軟部１１２ａの底面と反対側の面となる。すなわち、柔軟部１１２ａは、剛体部１１６に取り付けられる。また、柔軟部１１２ａは、互いに異なる位置に複数の磁石を内包する。具体的には、図４および図５の例では、柔軟部１１２ａは、内部に４つの磁石１１４ａ～１１４ｄを備える。なお、柔軟部１１２ａが内包する磁石は必ずしも４つである必要はなく、柔軟部１１２ａの内部には２つの磁石からなる磁石の組がｎ組あればよい。ｎは２以上の整数とする。図５の例では、磁石１１４ａと磁石１１４ｂとの組を磁石の第１の組とし、磁石１１４ｃと磁石１１４ｄとの組を磁石の第２の組とする。 The flexible portion 112a is composed of an elastic body having an elastic modulus that deforms with contact with the grasped object 20. The upper surface 115 of the flexible portion 112a serves as the contact surface of the contact portion 110a that contacts the gripped object 20. The upper surface 115 of the flexible portion 112 a is the surface opposite to the bottom surface of the flexible portion 112 a facing the rigid body portion 116. That is, the flexible portion 112 a is attached to the rigid body portion 116. Moreover, the flexible part 112a includes a plurality of magnets at different positions. Specifically, in the example of FIGS. 4 and 5, the flexible portion 112a includes four magnets 114a to 114d inside. The number of magnets included in the flexible portion 112a does not necessarily have to be four, and n sets of magnets each including two magnets may be provided inside the flexible portion 112a. n is an integer of 2 or more. In the example of FIG. 5, the set of magnets 114a and 114b is the first set of magnets, and the set of magnets 114c and 114d is the second set of magnets.
　接触状態推定部１５０ａは、磁気センサ１１３ａの各検出軸で検出された磁界の強さの検出値に基づいて、接触部１１０ａと把持物体２０との接触角度及び接触力を推定する。接触部１１０ａと把持物体２０との接触角度及び接触力の部分については、柔軟部１１２ａと把持物体２０との接触角度及び接触力と読み替えることも可能である。 The contact state estimation unit 150a estimates the contact angle and the contact force between the contact unit 110a and the grasped object 20 based on the detected value of the magnetic field strength detected by each detection axis of the magnetic sensor 113a. The contact angle and contact force between the contact portion 110a and the grasped object 20 can be read as the contact angle and contact force between the flexible portion 112a and the grasped object 20.
　柔軟部１１２ａは、把持物体２０との接触に伴って変形するような弾性率を持つ弾性体で構成される。弾性体の素材は、例えば、ウレタン、シリコンなどが考えられる。素材の選定は磁性を持たないものであれば良く、把持物体２０に応じて適切な柔らかさの素材を選定することによって、あらゆる物体に対して接触状態の検出が可能となる。また弾性体はよりやわらかいものを選ぶことによって、弱い接触力の場合でも十分に変形し、感度良く接触状態の認識ができる。加えて、柔軟部１１２ａの形状は、図５では円筒形を例示したがこの限りではなく、直方体でも良いし、または指部１１ａ，１１ｂの形状に合わせた複雑な形状でも構わない。 The flexible portion 112a is composed of an elastic body having an elastic modulus that deforms when it comes into contact with the grasped object 20. Examples of the material of the elastic body include urethane and silicon. The material may be selected as long as it does not have magnetism, and by selecting a material having an appropriate softness according to the gripped object 20, it is possible to detect the contact state with any object. By selecting a softer elastic body, the elastic body can be sufficiently deformed even with a weak contact force, and the contact state can be recognized with high sensitivity. In addition, although the shape of the flexible portion 112a is cylindrical in FIG. 5, the shape is not limited to this, and may be a rectangular parallelepiped or a complicated shape matching the shapes of the fingers 11a and 11b.
　磁気センサ１１３ａは、接触方向に対して直角な剛体部１１６の上面に固定されている。磁気センサ１１３ａの持つ複数の検出軸のうち、少なくとも２つの検出軸が、剛体部１１６の底面１１７と平行な２軸であるものとする。すなわち、磁気センサ１１３ａは、接触部１１０ａに対する把持物体２０の接触方向に対して直角となる２つの検出軸を少なくとも有し、２つの検出軸の方向の磁界の強さを検出軸毎に検出する。磁界の強さは、柔軟部１１２ａに内包される複数の磁石によるものである。ここでは、磁気センサ１１３ａは、２つの検出軸を有し、ｘ軸方向の磁界の強さと、ｙ軸方向の磁界の強さとを検出するものとする。また、磁気センサ１１３ａの検出軸の数が多いほど、正確に接触状態を判定できるようになる。一方、磁気センサ１１３ａが有する各検出軸が互いに直角であれば、より少ない検出軸で正確に接触角度を検出することが可能となる。 The magnetic sensor 113a is fixed to the upper surface of the rigid body portion 116 that is perpendicular to the contact direction. Among the plurality of detection axes of the magnetic sensor 113a, at least two detection axes are two axes parallel to the bottom surface 117 of the rigid portion 116. That is, the magnetic sensor 113a has at least two detection axes that are perpendicular to the contact direction of the gripping object 20 with the contact portion 110a, and detects the strength of the magnetic field in the directions of the two detection axes for each detection axis. .. The strength of the magnetic field is due to the plurality of magnets included in the flexible portion 112a. Here, the magnetic sensor 113a has two detection axes and detects the magnetic field strength in the x-axis direction and the magnetic field strength in the y-axis direction. Further, the larger the number of detection axes of the magnetic sensor 113a, the more accurately the contact state can be determined. On the other hand, if the detection axes of the magnetic sensor 113a are orthogonal to each other, the contact angle can be accurately detected with a smaller number of detection axes.
　磁石１１４ａ～１１４ｄは、磁気センサ１１３ａの基準点から、接触方向に平行な方向に、接触部１１０ａの接触面に向かって規定された量だけオフセットした位置を磁石の配置の中心点として、接触方向に対して直角となる平面上に配置される。すなわち、磁石１１４ａ～１１４ｄは、磁気センサ１１３ａの基準点から、ｚ軸方向に、柔軟部１１２ａの上面１１５に向かって規定された量だけオフセットした位置を磁石の配置の中心点として、ｘｙ平面と平行となる平面上に配置される。つまり、接触部１１０ａに把持物体２０が接触していない状態において、複数の磁石は、磁気センサ１１３ａの２つの検出軸を含む平面に対して磁化方向が平行となるように配置される。また、磁気センサ１１３ａの２つの検出軸を含む平面に対して直角な方向を接触方向とすると、接触部１１０ａに把持物体２０が接触していない状態において、磁気センサ１１３ａと磁石１１４ａ～１１４ｄとは接触方向で異なる位置に配置されることになる。 The magnets 114a to 114d are arranged in the contact direction with a position offset from the reference point of the magnetic sensor 113a by a prescribed amount toward the contact surface of the contact portion 110a in a direction parallel to the contact direction. It is placed on a plane that is at a right angle to. That is, the magnets 114a to 114d are arranged on the xy plane with a position offset from the reference point of the magnetic sensor 113a by a prescribed amount toward the upper surface 115 of the flexible portion 112a in the z-axis direction. They are arranged on parallel planes. That is, in the state where the gripped object 20 is not in contact with the contact portion 110a, the plurality of magnets are arranged so that the magnetization direction is parallel to the plane including the two detection axes of the magnetic sensor 113a. Further, assuming that the contact direction is a direction perpendicular to the plane including the two detection axes of the magnetic sensor 113a, the magnetic sensor 113a and the magnets 114a to 114d are in contact with each other when the gripping object 20 is not in contact with the contact portion 110a. They will be arranged at different positions in the contact direction.
　なお、磁石１１４ａ～１１４ｄは、必ずしもｘｙ平面と平行となる平面上に配置される必要はない。また、磁石の配置の中心点は、異なる位置であっても良い。しかし、接触状態の推定精度を向上するためには、磁石１１４ａ～１１４ｄは、磁気センサ１１３ａの基準点からｚ軸方向に規定された量だけオフセットした位置を磁石の配置の中心点として、ｘｙ平面と平行となる平面上に配置されることが望ましい。接触部１１０ａに把持物体２０が接触していない状態において、磁石１１４ａ，１１４ｂは、磁石の配置の中心点に対して点対称となる位置に配置される。同様に、接触部１１０ａに把持物体２０が接触していない状態において、磁石１１４ｃ，１１４ｄは、磁石の配置の中心点に対して点対称となる位置に配置される。磁気センサ１１３ａの基準点は、検出軸の交点すなわち検出軸の原点とする。磁気センサ１１３ａの基準点は、磁気センサ１１３ａの幾何学的な中央点としても良い。 The magnets 114a to 114d do not necessarily have to be arranged on a plane parallel to the xy plane. Further, the center points of the arrangement of the magnets may be different positions. However, in order to improve the estimation accuracy of the contact state, the magnets 114a to 114d use the position offset from the reference point of the magnetic sensor 113a by the amount defined in the z-axis direction as the center point of the magnet arrangement and the xy plane. It is desirable that they are arranged on a plane parallel to. In the state where the gripping object 20 is not in contact with the contact portion 110a, the magnets 114a and 114b are arranged at positions symmetrical with respect to the center point of the arrangement of the magnets. Similarly, when the gripping object 20 is not in contact with the contact portion 110a, the magnets 114c and 114d are arranged at positions that are point-symmetric with respect to the center point of the arrangement of the magnets. The reference point of the magnetic sensor 113a is the intersection of the detection axes, that is, the origin of the detection axis. The reference point of the magnetic sensor 113a may be the geometrical center point of the magnetic sensor 113a.
　また、磁石１１４ａ～１１４ｄは、磁石の配置の中心点を中心とする円周上に２ｎ個が等間隔で配置されることが望ましい。すなわち、接触部１１０ａに把持物体２０が接触していない状態において、磁石の組のそれぞれを構成する２つの磁石は、磁石の配置の中心点を中心とした円周上に配置される。このように磁石１１４ａ～１１４ｄを配置することで、接触状態推定部１５０ａでの接触状態の推定精度の向上が期待できる。また、磁石１１４ａ～１１４ｄは、各磁石の磁化方向が接触方向と直交するように配置される。さらに、対向する磁石は、同一の磁極が同じ方向を向くように配置される。すなわち、接触部１１０ａに把持物体２０が接触していない状態において、磁石の組のそれぞれを構成する２つの磁石は、同一の磁極が同一方向を向くように配置される。 Further, it is desirable that 2n magnets 114a to 114d are arranged at equal intervals on the circumference centered on the center point of the arrangement of the magnets. That is, in the state where the grasped object 20 is not in contact with the contact portion 110a, the two magnets forming each of the magnet sets are arranged on the circumference centered on the center point of the arrangement of the magnets. By arranging the magnets 114a to 114d in this way, it can be expected that the contact state estimation unit 150a can improve the estimation accuracy of the contact state. The magnets 114a to 114d are arranged so that the magnetizing direction of each magnet is orthogonal to the contact direction. Further, the opposing magnets are arranged so that the same magnetic poles face the same direction. That is, in the state where the grasped object 20 is not in contact with the contact portion 110a, the two magnets forming each of the magnet sets are arranged such that the same magnetic poles face the same direction.
　前述のように、接触部１１０ａでは、対向する２つの磁石によって１つの磁石の組を形成する。図５では、２つの磁石の組が配置されている。磁石の配置の中心点を挟んでｙ軸方向に配列される磁石１１４ａと磁石１１４ｂとが磁石の第１の組を形成する。また、磁石の配置の中心点を挟んでｘ軸方向に配列される磁石１１４ｃと磁石１１４ｄとが磁石の第２の組を形成する。すなわち、第１の組の２つの磁石１１４ａ，１１４ｂを結ぶ線分と、第２の組の２つの磁石１１４ｃ，１１４ｄを結ぶ線分とは直交する。磁石の組のそれぞれにおいて、磁石の組を構成する２つの磁石の位置を結ぶ線分は、互いに異なる方向となる。また、接触部１１０ａに把持物体２０が接触していない状態において、磁石の第１の組を構成する２つの磁石１１４ａ，１１４ｂの磁化方向と、磁石の第２の組を構成する２つの磁石１１４ｃ，１１４ｄの磁化方向とが直交するように磁石が配置される。 As described above, in the contact portion 110a, two magnets facing each other form one magnet set. In FIG. 5, two sets of magnets are arranged. The magnets 114a and 114b arranged in the y-axis direction with the center point of the arrangement of the magnets sandwiched therebetween form a first set of magnets. Further, the magnets 114c and 114d arranged in the x-axis direction with the center point of the arrangement of the magnets sandwiched therebetween form a second set of magnets. That is, the line segment connecting the two magnets 114a and 114b of the first set is orthogonal to the line segment connecting the two magnets 114c and 114d of the second set. In each of the magnet sets, the line segment connecting the positions of the two magnets forming the magnet set is in different directions. Further, in a state where the gripping object 20 is not in contact with the contact portion 110a, the magnetization directions of the two magnets 114a and 114b that form the first set of magnets and the two magnets 114c that form the second set of magnets. , 114d are arranged so that the magnetization directions thereof are orthogonal to each other.
　磁石の第１の組を構成する各磁石１１４ａ，１１４ｂは、主にｙ軸方向の磁界を磁気センサ１１３ａの配置位置に発生させる。一方、磁石の第２の組を構成する各磁石１１４ｃ，１１４ｄは、主にｘ軸方向の磁界を磁気センサ１１３ａの配置位置に発生させる。すなわち、磁石の第１の組が発生させる磁界は、磁石の第２の組が発生させる磁界と比較して、ｙ軸方向の成分が大きい。一方、磁石の第２の組が発生させる磁界は、磁石の第１の組が発生させる磁界と比較して、ｘ軸方向の成分が大きい。磁石の組のそれぞれは、磁気センサ１１３ａが取り付けられた位置において互いに異なる方向の磁界を発生させる。また、磁石１１４ａ，１１４ｂのＳ極は同じ方向を向き、磁石１１４ｃ，１１４ｄのＳ極は同じ方向を向く。図４及び図５では、磁石１１４ａ～１１４ｄの着色部分の方をＳ極とし、白い部分をＮ極としている。磁石の組を形成し、対向する２つの磁石の間の距離は、把持物体２０の接触面の短辺の長さより長く、把持物体２０の接触面の長辺の長さより短くなることが望ましい。したがって、対向する２つの磁石の間の距離は、把持物体２０の形状に合わせて適切な長さが選択されることが望ましい。このように接触部１１０ａに磁石１１４ａ～１１４ｄを配置することで、接触状態推定部１５０ａでの接触状態の推定精度の向上が期待できる。 Each of the magnets 114a and 114b forming the first set of magnets mainly generates a magnetic field in the y-axis direction at the position where the magnetic sensor 113a is arranged. On the other hand, each of the magnets 114c and 114d forming the second set of magnets mainly generates a magnetic field in the x-axis direction at the arrangement position of the magnetic sensor 113a. That is, the magnetic field generated by the first set of magnets has a larger component in the y-axis direction than the magnetic field generated by the second set of magnets. On the other hand, the magnetic field generated by the second set of magnets has a larger component in the x-axis direction than the magnetic field generated by the first set of magnets. Each of the magnet sets generates magnetic fields in different directions at the position where the magnetic sensor 113a is attached. The south poles of the magnets 114a and 114b face the same direction, and the south poles of the magnets 114c and 114d face the same direction. In FIGS. 4 and 5, the colored portion of the magnets 114a to 114d is the S pole and the white portion is the N pole. The distance between two magnets forming a set of magnets and facing each other is preferably longer than the length of the short side of the contact surface of the gripping object 20 and shorter than the length of the long side of the contact surface of the gripping object 20. Therefore, it is desirable that the distance between the two magnets facing each other be selected to be an appropriate length according to the shape of the gripped object 20. By arranging the magnets 114a to 114d in the contact portion 110a in this way, it is expected that the contact state estimation unit 150a can improve the estimation accuracy of the contact state.
　本実施の形態の接触部１１０ａにおいて、磁気センサ１１３ａは、接触方向から見たときに、磁石の第１の組を形成する２つの磁石１１４ａ，１１４ｂを結ぶ線分と、磁石の第２の組を形成する２つの磁石１１４ｃ，１１４ｄを結ぶ線分との交点に配置される。磁石の第１の組を形成する２つの磁石１１４ａ，１１４ｂを結ぶ線分と、磁石の第２の組を形成する２つの磁石１１４ｃ，１１４ｄを結ぶ線分とは直交している。磁気センサ１１３ａは、各磁石の組の磁界の強さを検出できるように、互いに直交する２つの検出軸を有する。また、本実施の形態の接触部１１０ａにおいて、磁石の第１の組を形成する２つの磁石１１４ａ，１１４ｂの配列方向と、磁気センサ１１３ａの検出軸のうちの１つの検出軸の方向とが一致する。また、磁石の第２の組を形成する２つの磁石１１４ｃ，１１４ｄの配列方向と、磁気センサ１１３ａの検出軸のうちの他の１つの検出軸の方向とが一致する。接触状態認識装置１００ａでの接触状態の推定精度を向上するためには、このように接触部１１０ａに磁気センサ１１３ａ及び磁石１１４ａ～１１４ｄを配置することが望ましい。 In the contact portion 110a of the present embodiment, the magnetic sensor 113a includes a line segment connecting two magnets 114a and 114b forming a first set of magnets and a second set of magnets when viewed from the contact direction. Is arranged at the intersection with the line segment connecting the two magnets 114c and 114d forming the. A line segment connecting the two magnets 114a and 114b forming the first set of magnets and a line segment connecting the two magnets 114c and 114d forming the second set of magnets are orthogonal to each other. The magnetic sensor 113a has two detection axes orthogonal to each other so that the strength of the magnetic field of each magnet set can be detected. Further, in the contact portion 110a of the present embodiment, the arrangement direction of the two magnets 114a and 114b forming the first set of magnets and the direction of one of the detection axes of the magnetic sensor 113a match. To do. Further, the arrangement direction of the two magnets 114c and 114d forming the second set of magnets and the direction of the other one of the detection axes of the magnetic sensor 113a coincide. In order to improve the estimation accuracy of the contact state in the contact state recognition device 100a, it is desirable to dispose the magnetic sensor 113a and the magnets 114a to 114d in the contact portion 110a in this way.
　磁石１１４ａ～１１４ｄの種類は問わず、例えば、磁束密度が高く、非常に強い磁力を持つことが特徴であるネオジム磁石など、小型で磁力が強いものを選定することが好ましい。なお、図４及び図５では、一例として４つの磁石を用いた場合の設置を例示した。 Regardless of the type of the magnets 114a to 114d, it is preferable to select a small size and strong magnetic force such as a neodymium magnet, which is characterized by a high magnetic flux density and a very strong magnetic force. In addition, in FIG. 4 and FIG. 5, the installation in which four magnets are used is illustrated as an example.
　次に、本実施の形態の接触状態認識装置１００ａの動作について説明する。図６は、実施の形態１に係る接触状態認識装置１００ａを備えたロボットシステム１の構成例を示す図である。ロボットシステム１は、ロボット２と、ロボット制御装置３とを備える。ロボット２は、ロボットアーム３０を備え、ロボットアーム３０にはロボットハンド１０が取り付けられている。ロボットハンド１０には２つの接触状態認識装置１００ａが設置されている。ロボットシステム１は、把持物体２０を把持する部位に、接触状態認識装置１００ａが取り付けられたロボットハンド１０を備え、ロボットハンド１０が把持物体２０を把持した際の把持姿勢を認識するシステムである。ロボットシステム１は、接触状態認識装置１００ａの認識結果に応じて動作を切り替えることができる。 Next, the operation of the contact state recognition device 100a according to the present embodiment will be described. FIG. 6 is a diagram showing a configuration example of the robot system 1 including the contact state recognition device 100a according to the first embodiment. The robot system 1 includes a robot 2 and a robot controller 3. The robot 2 includes a robot arm 30, and the robot hand 10 is attached to the robot arm 30. The robot hand 10 is provided with two contact state recognition devices 100a. The robot system 1 is a system that includes a robot hand 10 in which a contact state recognition device 100a is attached to a portion that grips a gripping object 20, and recognizes a gripping posture when the robot hand 10 grips the gripping object 20. The robot system 1 can switch the operation according to the recognition result of the contact state recognition device 100a.
　まず、ロボット制御装置３の制御にしたがって、ロボットハンド１０が把持物体２０を把持することで、接触部１１０ａの柔軟部１１２ａが変形する。ロボット制御装置３は、把持物体２０からの反力が一定値に達した場合、閉じ幅が一定値に達した場合などに把持の終了判定をする。この結果、把持物体２０の落下及びロボットハンド１０の指部１１ａ，１１ｂの変形なく把持物体２０を把持することができる。一方、ロボットハンド１０が把持物体２０を把持しても、剛体部１１６は変形しない。したがって、剛体部１１６に固定された磁気センサ１１３ａの位置は変化しない。 First, the flexible part 112a of the contact part 110a is deformed by the robot hand 10 gripping the gripped object 20 under the control of the robot controller 3. The robot control device 3 determines the end of gripping when the reaction force from the gripped object 20 reaches a constant value, when the closing width reaches a constant value, or the like. As a result, the grasped object 20 can be grasped without dropping the grasped object 20 and deforming the finger portions 11a and 11b of the robot hand 10. On the other hand, even if the robot hand 10 grips the gripped object 20, the rigid portion 116 does not deform. Therefore, the position of the magnetic sensor 113a fixed to the rigid portion 116 does not change.
　なお、接触部１１０ａにおいて、磁気センサ１１３ａの基準点を通り接触方向と平行な直線と、接触部１１０ａの接触面との交点を接触面の中心点とする。ロボットハンド１０は、接触面の中心点が把持物体２０と接触するように、ロボット制御装置３の制御にしたがって把持物体２０を把持するものとする。 Note that, in the contact portion 110a, the intersection of the straight line passing through the reference point of the magnetic sensor 113a and parallel to the contact direction and the contact surface of the contact portion 110a is the center point of the contact surface. The robot hand 10 holds the gripping object 20 under the control of the robot controller 3 so that the center point of the contact surface contacts the gripping object 20.
　柔軟部１１２ａの変形に伴って、柔軟部１１２ａ内の磁石１１４ａ～１１４ｄと、剛体部１１６に固定された磁気センサ１１３ａとの位置関係が変化する。ここで、位置関係の変化には、磁石１１４ａ～１１４ｄの姿勢の変化も含む。磁気センサ１１３ａは、把持物体２０の接触前後の位置関係の変化に伴って発生する、磁場の変化を検出する。より具体的には、磁気センサ１１３ａは、把持物体２０の接触前後の位置関係の変化に伴って発生する、各検出軸方向の磁界の強さの変化を検出することとなる。 The positional relationship between the magnets 114a to 114d in the flexible portion 112a and the magnetic sensor 113a fixed to the rigid portion 116 changes as the flexible portion 112a deforms. Here, the change of the positional relationship includes the change of the postures of the magnets 114a to 114d. The magnetic sensor 113a detects a change in magnetic field that occurs with a change in the positional relationship before and after the contact of the gripped object 20. More specifically, the magnetic sensor 113a detects a change in the strength of the magnetic field in each detection axis direction that occurs with a change in the positional relationship between the gripped object 20 before and after the contact.
　ロボットハンド１０が把持物体２０を把持すると、柔軟部１１２ａでは、接触方向に、図５の例では－ｚ方向に把持物体２０が押し込まれる。このとき、柔軟部１１２ａに押し込まれた把持物体２０の接触角度に応じて誘導される磁場の変化が異なる。そのため、接触状態推定部１５０ａは、誘導される磁場の変化によって、把持物体２０の接触角度の推定が可能となる。例えば、図２に示すように、把持物体２０がｘ軸に沿った状態で柔軟部１１２ａに押し込まれると、ｘ軸方向に配列される磁石１１４ｃ，１１４ｄの変位は、ｙ軸方向に配列される磁石１１４ａ，１１４ｂの変位より大きくなる。したがって、柔軟部１１２ａにおいて、ｘ軸方向の磁界の強さは、ｙ軸方向の磁界の強さよりも大きく変化する。このように、柔軟部１１２ａでは、把持物体２０の接触角度に応じて、各検出軸の方向の磁界の強さの変化が異なる。接触状態推定部１５０ａは、この現象を利用することで、把持物体２０の接触角度を推定することが可能となる。 When the robot hand 10 grasps the grasped object 20, the grasped object 20 is pushed in the contact direction, in the example of FIG. 5, in the −z direction in the flexible portion 112a. At this time, the change in the induced magnetic field varies depending on the contact angle of the gripping object 20 pushed into the flexible portion 112a. Therefore, the contact state estimation unit 150a can estimate the contact angle of the grasped object 20 by the change in the induced magnetic field. For example, as shown in FIG. 2, when the grasped object 20 is pushed into the flexible portion 112a along the x-axis, the displacements of the magnets 114c and 114d arranged in the x-axis direction are arranged in the y-axis direction. It is larger than the displacement of the magnets 114a and 114b. Therefore, in the flexible portion 112a, the strength of the magnetic field in the x-axis direction changes more greatly than the strength of the magnetic field in the y-axis direction. As described above, in the flexible portion 112a, the change in the strength of the magnetic field in the direction of each detection axis differs depending on the contact angle of the grasped object 20. The contact state estimation unit 150a can estimate the contact angle of the gripped object 20 by using this phenomenon.
　磁気センサ１１３ａは、接触部１１０ａと把持物体２０との接触前後の磁界の変化を、各検出軸方向の磁界の強さの変化として検出する。接触状態推定部１５０ａは、磁気センサ１１３ａの検出値を、事前に作成した接触角度または接触力と磁界の強さの変化量との関係を表すモデルと照合することで、接触状態を推定する。図７は、実施の形態１に係る接触状態推定部１５０ａが保持する、接触角度と磁気センサ１１３ａで検出される磁界の強さの変化量との関係を表すモデルの一例を示す模式図である。図７において、横軸は接触角度を表し、縦軸は接触の前後の各検出軸の方向の磁界の強さの変化量、すなわち磁気センサ１１３ａの検出値の変化量を表す。図７は、磁気センサ１１３ａで検出されるｘ軸方向の磁界の強さの変化量Ｘ、及びｙ軸方向の磁界の強さの変化量Ｙを表している。なお、磁界の強さの変化量は、全体値だけでなく、増加したのかまたは減少したのかの情報も含んでも良い。すなわち、磁界の強さの変化量は、正負の情報も含んでも良い。 The magnetic sensor 113a detects a change in the magnetic field before and after the contact between the contact portion 110a and the grasped object 20 as a change in the magnetic field strength in each detection axis direction. The contact state estimation unit 150a estimates the contact state by comparing the detection value of the magnetic sensor 113a with a model representing the relationship between the contact angle or the contact force created in advance and the amount of change in the strength of the magnetic field. FIG. 7 is a schematic diagram showing an example of a model held by the contact state estimation unit 150a according to the first embodiment and representing the relationship between the contact angle and the amount of change in the magnetic field strength detected by the magnetic sensor 113a. .. In FIG. 7, the horizontal axis represents the contact angle, and the vertical axis represents the amount of change in the strength of the magnetic field in the direction of each detection axis before and after contact, that is, the amount of change in the detection value of the magnetic sensor 113a. FIG. 7 shows the variation amount X of the magnetic field strength in the x-axis direction and the variation amount Y of the magnetic field strength in the y-axis direction detected by the magnetic sensor 113a. The amount of change in the strength of the magnetic field may include not only the total value but also information on whether the magnetic field strength has increased or decreased. That is, the amount of change in the strength of the magnetic field may include positive and negative information.
　図７では、図２に示すように把持物体２０がｘ軸方向に沿って接触している場合の接触角度を０度とし、図３に示すように把持物体２０がｙ軸方向に沿って接触している場合の接触角度を９０度としている。言い換えると、図７において、把持物体２０の接触面の基準方向がｘ軸方向に沿って接触している場合の接触角度を０度とし、把持物体２０の接触面の基準方向がｙ軸方向に沿って接触している場合の接触角度を９０度としている。接触角度が小さい場合には、ｘ軸方向の磁界の強さの変化量は、ｙ軸方向の磁界の強さの変化量と比較して大きくなる。接触角度が大きくなるに従って、ｘ軸方向の磁界の強さの変化量は徐々に小さくなり、ｙ軸方向の磁界の強さの変化量は徐々に大きくなる。接触角度が大きい場合には、ｘ軸方向の磁界の強さの変化量は、ｙ軸方向の磁界の強さの変化量と比較して小さくなる。接触状態推定部１５０ａは、モデルを参照して、ｘ軸方向の磁界の強さの変化量と、ｙ軸方向の磁界の強さの変化量との比率から、把持物体２０の接触角度を推定する。また、接触状態推定部１５０ａは、モデルを参照して、ｘ軸方向の磁界の強さの変化量の絶対値、またはｙ軸方向の磁界の強さの変化量の絶対値から、把持物体２０の接触強度を推定する。 In FIG. 7, the contact angle when the gripping object 20 is in contact along the x-axis direction as shown in FIG. 2 is 0 degrees, and as shown in FIG. 3, the gripping object 20 is in contact along the y-axis direction. The contact angle is 90 degrees. In other words, in FIG. 7, the contact angle when the reference direction of the contact surface of the gripping object 20 is in contact along the x-axis direction is 0 degree, and the reference direction of the contact surface of the gripping object 20 is the y-axis direction. The contact angle is 90 degrees when they are in contact with each other. When the contact angle is small, the amount of change in the magnetic field strength in the x-axis direction is larger than the amount of change in the magnetic field strength in the y-axis direction. As the contact angle increases, the amount of change in the magnetic field strength in the x-axis direction gradually decreases, and the amount of change in the magnetic field strength in the y-axis direction gradually increases. When the contact angle is large, the amount of change in the magnetic field strength in the x-axis direction is smaller than the amount of change in the magnetic field strength in the y-axis direction. The contact state estimation unit 150a estimates the contact angle of the grasped object 20 from the ratio of the amount of change in the magnetic field strength in the x-axis direction to the amount of change in the magnetic field strength in the y-axis direction with reference to the model. To do. Further, the contact state estimating unit 150a refers to the model, and determines the grasped object 20 from the absolute value of the change amount of the magnetic field strength in the x-axis direction or the absolute value of the change amount of the magnetic field strength in the y-axis direction. Estimate the contact strength of.
　以上のように、接触状態推定部１５０ａは、モデルを参照することによって、ある時点の磁界の強さの変化量から、ある時点の把持物体２０の接触角度を推定することが可能となる。同様にして、接触状態推定部１５０ａは、接触力についても推定が可能となる。なお、モデルは、事前に把持物体２０を既知の接触角度、既知の接触力で柔軟部１１２ａに接触させ、接触時に検出した磁界の強さと非接触時に検出した磁界の強さとの差を記録することで作成できる。 As described above, the contact state estimation unit 150a can estimate the contact angle of the grasped object 20 at a certain time from the change amount of the magnetic field strength at a certain time by referring to the model. Similarly, the contact state estimation unit 150a can also estimate the contact force. In the model, the gripping object 20 is brought into contact with the flexible portion 112a in advance with a known contact angle and a known contact force, and the difference between the strength of the magnetic field detected during contact and the strength of the magnetic field detected during non-contact is recorded. You can create it.
　接触状態推定部１５０ａが接触部１１０ａと把持物体２０との接触状態を推定する動作を、フローチャートを用いて説明する。図８は、実施の形態１に係る接触状態推定部１５０ａが接触部１１０ａと把持物体２０との接触状態を推定する動作を示すフローチャートである。接触状態推定部１５０ａは、接触部１１０ａの磁気センサ１１３ａでの検出値が、把持物体２０が接触部１１０ａに接触していないときの検出値から変化していない場合（ステップＳ１：Ｎｏ）、ステップＳ１の動作を継続する。接触状態推定部１５０ａは、接触部１１０ａの磁気センサ１１３ａでの検出値が、把持物体２０が接触部１１０ａに接触していないときの検出値から変化した場合（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、磁気センサ１１３ａからの検出値に基づいてモデルを参照し、接触部１１０ａと把持物体２０との接触状態を推定する（ステップＳ２）。 The operation of the contact state estimation unit 150a for estimating the contact state between the contact unit 110a and the gripped object 20 will be described using a flowchart. FIG. 8 is a flowchart showing an operation in which the contact state estimation unit 150a according to the first embodiment estimates the contact state between the contact unit 110a and the gripped object 20. When the detection value of the magnetic sensor 113a of the contact portion 110a has not changed from the detection value when the gripping object 20 is not in contact with the contact portion 110a (step S1: No), the contact state estimation unit 150a executes the step. The operation of S1 is continued. When the detection value of the magnetic sensor 113a of the contact portion 110a changes from the detection value when the gripping object 20 is not in contact with the contact portion 110a (step S1: Yes), the contact state estimation unit 150a detects the magnetic sensor 113a. The contact state between the contact portion 110a and the grasped object 20 is estimated by referring to the model based on the detected value from (step S2).
　なお、ここでは磁界の強さの変化量を用いたモデルとしているが、一例であり、柔軟部１１２ａにおいて把持物体２０と接触していない場合の磁界の強さが一定であれば、変化量ではなく、検出される磁界の強さを用いたモデルを採用することもできる。 It should be noted that although the model using the amount of change in the magnetic field strength is used here as an example, if the magnetic field strength is constant when the flexible portion 112a is not in contact with the grasped object 20, the amount of change is Alternatively, a model using the strength of the detected magnetic field can be adopted.
　接触状態推定部１５０ａは、内部にメモリを備える。接触状態推定部１５０ａは、非接触時における磁束密度の値を常に保持しており、非接触時と異なる値を得た際に接触状態であると判定する。また、接触状態推定部１５０ａは、接触部１１０ａ、具体的には柔軟部１１２ａと把持物体２０との接触の前後において磁気センサ１１３ａで検出された各検出軸方向の磁界の強さの変化量を、把持物体２０との接触角度と磁界の強さの変化量との関係を表すモデルと比較して接触状態を推定する。接触状態推定部１５０ａは、有するモデルと比較することで、容易に接触状態を推定することが可能となる。このように、接触状態推定部１５０ａは、簡易な処理で接触部１１０ａと把持物体２０との接触角度などの接触状態を推定することが可能である。 The contact state estimation unit 150a includes a memory inside. The contact state estimation unit 150a always holds the value of the magnetic flux density during non-contact, and determines that the state is the contact state when a value different from that during non-contact is obtained. Further, the contact state estimating unit 150a indicates the amount of change in the strength of the magnetic field in each detection axis direction detected by the magnetic sensor 113a before and after the contact between the contact unit 110a, specifically, the flexible unit 112a and the grasped object 20. , The contact state is estimated by comparing with a model representing the relationship between the contact angle with the gripped object 20 and the amount of change in the strength of the magnetic field. The contact state estimation unit 150a can easily estimate the contact state by comparing the model with the model. In this way, the contact state estimation unit 150a can estimate the contact state such as the contact angle between the contact unit 110a and the grasped object 20 by a simple process.
　接触状態推定部１５０ａの他の実現方法としては、接触角度θと接触力τを用いたモデル式を作成しても良いし、多数の接触角度・接触力の組み合わせに対する磁界の強さの変化量のテーブルを用意して、検出された磁界の強さの変化量から尤もらしい接触状態を選択する方法でも良い。 As another method of realizing the contact state estimating unit 150a, a model formula using the contact angle θ and the contact force τ may be created, or the change amount of the magnetic field strength with respect to many combinations of the contact angle and the contact force. It is also possible to prepare a table of and select a likely contact state from the detected change amount of the magnetic field strength.
　ロボットシステム１において、ロボット制御装置３は、接触状態認識装置１００ａで検出された把持状態に応じてロボット２の動作を制御する。例えば、ロボット制御装置３は、検出された把持状態に応じた動作で組み立て作業を継続させる。また、例えば、ロボット制御装置３は、検出された把持状態が次の作業に対して不適切である場合には、把持しなおすようにロボット２を制御する。前述のように、ロボット制御装置３は、ロボットハンド１０において接触面の中心点が把持物体２０と接触するように、ロボットハンド１０の動作を制御している。ロボットハンド１０が把持物体２０を正常に把持している場合、指部１１ａに設置された接触状態認識装置１００ａの接触状態推定部１５０ａで推定された接触状態と、指部１１ｂに設置された接触状態認識装置１００ａの接触状態推定部１５０ａで推定された接触状態とは、線対称の内容になる。そのため、ロボット制御装置３は、各指部１１ａ，１１ｂに設置された接触状態認識装置１００ａの接触状態推定部１５０ａで推定された接触状態を確認することで、検出された把持状態が次の作業に対して適切か否かを判定することができる。 In the robot system 1, the robot control device 3 controls the operation of the robot 2 according to the grip state detected by the contact state recognition device 100a. For example, the robot control device 3 continues the assembly work by an operation according to the detected gripping state. In addition, for example, the robot control device 3 controls the robot 2 to re-grip when the detected gripping state is inappropriate for the next work. As described above, the robot control device 3 controls the operation of the robot hand 10 so that the center point of the contact surface of the robot hand 10 contacts the grasped object 20. When the robot hand 10 normally grips the gripped object 20, the contact state estimated by the contact state estimation unit 150a of the contact state recognition device 100a installed on the finger unit 11a and the contact placed on the finger unit 11b. The contact state estimated by the contact state estimation unit 150a of the state recognition device 100a has line symmetry. Therefore, the robot control device 3 confirms the contact state estimated by the contact state estimation unit 150a of the contact state recognition device 100a installed on each of the finger portions 11a and 11b, so that the detected grip state is the next work. It is possible to determine whether or not
　つづいて、接触状態認識装置１００ａのハードウェア構成について説明する。接触状態認識装置１００ａにおいて、接触部１１０ａの構成は前述の通りである。接触状態認識装置１００ａにおいて、接触状態推定部１５０ａは、処理回路により実現される。処理回路は、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサおよびメモリであってもよいし、専用のハードウェアであってもよい。 Next, the hardware configuration of the contact state recognition device 100a will be described. In the contact state recognition device 100a, the configuration of the contact part 110a is as described above. In the contact state recognition device 100a, the contact state estimation unit 150a is realized by a processing circuit. The processing circuit may be a processor and a memory that execute a program stored in the memory, or may be dedicated hardware.
　図９は、実施の形態１に係る接触状態認識装置１００ａの接触状態推定部１５０ａが備える処理回路をプロセッサおよびメモリで構成する場合の例を示す図である。処理回路がプロセッサ２０１、メモリ２０２、及びプロセッサ２０１とメモリ２０２とを接続するデータバス２０３で構成される場合、接触状態推定部１５０ａの処理回路の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアまたはファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ２０２に格納される。処理回路では、プロセッサ２０１が、データバス２０３を介してメモリ２０２に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各機能を実現する。すなわち、処理回路は、接触状態推定部１５０ａの処理が結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ２０２を備える。また、これらのプログラムは、接触状態推定部１５０ａの手順および方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。 FIG. 9 is a diagram showing an example of a case where the processing circuit included in the contact state estimating unit 150a of the contact state recognition device 100a according to the first embodiment is configured with a processor and a memory. When the processing circuit is configured by the processor 201, the memory 202, and the data bus 203 connecting the processor 201 and the memory 202, each function of the processing circuit of the contact state estimation unit 150a includes software, firmware, or software and firmware. It is realized by the combination of. The software or firmware is described as a program and stored in the memory 202. In the processing circuit, the processor 201 realizes each function by reading and executing the program stored in the memory 202 via the data bus 203. That is, the processing circuit includes the memory 202 for storing a program in which the processing of the contact state estimation unit 150a will be executed as a result. It can also be said that these programs cause a computer to execute the procedure and method of the contact state estimation unit 150a.
　ここで、プロセッサ２０１は、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、またはＤＳＰ（Digital　Signal　Processor）などであってもよい。また、メモリ２０２には、例えば、ＲＡＭ（Random　Access　Memory）、ＲＯＭ（Read　Only　Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable　Programmable　ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically　ＥＰＲＯＭ）などの、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、またはＤＶＤ（Digital　Versatile　Disc）などが該当する。 Here, the processor 201 may be a CPU (Central Processing Unit), a processing device, a computing device, a microprocessor, a microcomputer, a DSP (Digital Signal Processor), or the like. Further, the memory 202 includes, for example, RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), flash memory, EPROM (Erasable Programmable ROM), EEPROM (registered trademark) (Electrically EPROM), etc. Semiconductor memory, magnetic disk, flexible disk, optical disk, compact disk, mini disk, or DVD (Digital Versatile Disc).
　図１０は、実施の形態１に係る接触状態認識装置１００ａの接触状態推定部１５０ａが備える処理回路を専用のハードウェアで構成する場合の例を示す図である。処理回路が専用のハードウェアで構成される場合、図１０に示す処理回路２０４は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application　Specific　Integrated　Circuit）、ＦＰＧＡ（Field　Programmable　Gate　Array）、またはこれらを組み合わせたものが該当する。接触状態推定部１５０ａの各機能を機能別に処理回路２０４で実現してもよいし、各機能をまとめて処理回路２０４で実現してもよい。 FIG. 10 is a diagram showing an example in which the processing circuit included in the contact state estimation unit 150a of the contact state recognition device 100a according to the first embodiment is configured by dedicated hardware. When the processing circuit is configured by dedicated hardware, the processing circuit 204 shown in FIG. 10 is, for example, a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), An FPGA (Field Programmable Gate Array) or a combination of these is applicable. Each function of the contact state estimation unit 150a may be realized by the processing circuit 204 for each function, or each function may be collectively realized by the processing circuit 204.
　なお、接触状態推定部１５０ａの各機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。このように、処理回路は、専用のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。 Note that each function of the contact state estimation unit 150a may be partially implemented by dedicated hardware and partially implemented by software or firmware. In this way, the processing circuit can realize each function described above by dedicated hardware, software, firmware, or a combination thereof.
　なお、ロボットシステム１が備えるロボット制御装置３も、接触状態認識装置１００ａの接触状態推定部１５０ａと同様、図９または図１０に示す処理回路により実現される。 The robot control device 3 included in the robot system 1 is also realized by the processing circuit shown in FIG. 9 or FIG. 10, like the contact state estimation unit 150a of the contact state recognition device 100a.
　以上説明したように、本実施の形態によれば、接触状態認識装置１００ａは、剛体部１１６に固定した１つの磁気センサ１１３ａと、複数の磁石１１４ａ～１１４ｄを内包する柔軟部１１２ａを備える簡単な構成で、容易に把持物体２０の接触状態を判定することができる。これにより、接触状態認識装置１００ａは、把持物体２０を把持する際に、僅かな誤差などについても判定することが可能になる。 As described above, according to the present embodiment, the contact state recognition device 100a includes the single magnetic sensor 113a fixed to the rigid body portion 116 and the flexible portion 112a including the plurality of magnets 114a to 114d. With the configuration, the contact state of the gripped object 20 can be easily determined. As a result, the contact state recognition device 100a can determine even a slight error when gripping the gripped object 20.
　また、接触状態認識装置１００ａは、単純な構造で実現でき、ビジョンセンサを使わずに把持物体２０の接触角度を推定することが可能である。ビジョンセンサを使用する場合には、ビジョンセンサの死角が問題となるが、接触状態認識装置１００ａではそのような問題は発生しない。また、接触状態認識装置１００ａは、１つの磁気センサ１１３ａのみの使用で実現可能であり、小型化が可能となり、故障リスクも低下させることができる。また、接触状態認識装置１００ａは、４個の磁石１１４ａ～１１４ｄと、１個の磁気センサ１１３ａで実現でき、低コストで実現できる。これらの効果は、以降の実施形態でも同様である。 Further, the contact state recognition device 100a can be realized with a simple structure and can estimate the contact angle of the gripped object 20 without using a vision sensor. When a vision sensor is used, the blind spot of the vision sensor becomes a problem, but such a problem does not occur in the contact state recognition device 100a. Further, the contact state recognition device 100a can be realized by using only one magnetic sensor 113a, can be downsized, and can reduce the risk of failure. Further, the contact state recognition device 100a can be realized by four magnets 114a to 114d and one magnetic sensor 113a, and can be realized at low cost. These effects are the same in the following embodiments.
　なお、以上では、ロボットハンド１０で把持物体２０を把持した際の把持姿勢を認識するために、接触状態認識装置１００ａが使用される例について述べた。しかしながら、接触状態認識装置１００ａは他の用途に使用することができる。この場合、接触部１１０ａは、用途によって異なる位置に取り付けられる。図１１は、実施の形態１に係る接触状態認識装置１００ａを備えたロボットハンド１０の構成の他の例を示す概略図である。図１１では、接触部１１０ａは、指部１１ａ，１１ｂの外側にそれぞれに設置される。具体的には、接触部１１０ａは、剛体部１１６の底面１１７で指部１１ａ，１１ｂと接触する。すなわち、図１の場合と異なり、接触部１１０ａの柔軟部１１２ａの上面１１５が外側を向く構成となる。この場合、接触状態認識装置１００ａは、指部１１ａ，１１ｂが周囲に存在する物体に干渉したことを検出することができる。また、接触状態認識装置１００ａは、物体の指部１１ａ，１１ｂへの干渉状態すなわち接触状態も検出することができる。さらに、接触状態認識装置１００ａは、接触部１１０ａをロボットのアーム部分など、他の部位に取り付けて使用することもできる。 In the above, the example in which the contact state recognition device 100a is used to recognize the gripping posture when the gripping object 20 is gripped by the robot hand 10 has been described. However, the contact state recognition device 100a can be used for other purposes. In this case, the contact part 110a is attached at a different position depending on the application. FIG. 11 is a schematic diagram showing another example of the configuration of the robot hand 10 including the contact state recognition device 100a according to the first embodiment. In FIG. 11, the contact portions 110a are installed outside the finger portions 11a and 11b, respectively. Specifically, the contact portion 110 a contacts the finger portions 11 a and 11 b on the bottom surface 117 of the rigid body portion 116. That is, unlike the case of FIG. 1, the upper surface 115 of the flexible portion 112a of the contact portion 110a faces outward. In this case, the contact state recognition device 100a can detect that the finger portions 11a and 11b interfere with the surrounding objects. The contact state recognition device 100a can also detect the interference state of the object with the finger portions 11a and 11b, that is, the contact state. Further, the contact state recognition device 100a can be used by attaching the contact part 110a to another part such as an arm part of a robot.
実施の形態２．
　実施の形態１では、接触状態認識装置１００ａにおいて、接触部１１０ａが１つの磁気センサ１１３ａを備えていた。実施の形態２では、接触部が２つの磁気センサを備える。実施の形態１と異なる部分について説明する。 Embodiment 2.
In the first embodiment, in the contact state recognition device 100a, the contact portion 110a includes one magnetic sensor 113a. In the second embodiment, the contact part includes two magnetic sensors. The part different from the first embodiment will be described.
　図１２は、実施の形態２に係る接触状態認識装置１００ｂの構成の一例を示す図である。また、図１３は、実施の形態２に係る接触状態認識装置１００ｂにおける接触部１１０ｂの構成の一例を示す上面図及び側面図である。接触状態認識装置１００ｂは、接触部１１０ｂと、接触状態推定部１５０ｂとを備える。図示は省略するが、ロボットハンドでの接触状態認識装置１００ｂの設置パターンは、図１または図１１に示す実施の形態１のロボットハンド１０での接触状態認識装置１００ａの設置パターンと同様とする。図１３において、上の図が上面図であり、下の図が側面図である。上面図は、ｚ軸方向からｘｙ平面を見たときの図となる。また、側面図は、ｙ軸方向からｘｚ平面を見たときの図となる。図１３は、接触部１１０ｂに把持物体２０が接触していない状態における各構成要素の配置を表している。図１３は、指部１１ａに設置される接触部１１０ｂを表している。指部１１ｂに設置される接触部１１０ｂも構成は同様であるが、＋ｚ方向が逆方向になる。図１３において、接触部１１０ｂに対する把持物体２０の接触方向は－ｚ方向となる。 FIG. 12 is a diagram showing an example of the configuration of the contact state recognition device 100b according to the second embodiment. Further, FIG. 13 is a top view and a side view showing an example of the configuration of the contact portion 110b in the contact state recognition device 100b according to the second embodiment. The contact state recognition device 100b includes a contact unit 110b and a contact state estimation unit 150b. Although illustration is omitted, the installation pattern of the contact state recognition device 100b in the robot hand is similar to the installation pattern of the contact state recognition device 100a in the robot hand 10 of the first embodiment shown in FIG. 1 or 11. In FIG. 13, the upper diagram is a top view and the lower diagram is a side view. The top view is a view when the xy plane is viewed from the z-axis direction. Further, the side view is a view when the xz plane is viewed from the y-axis direction. FIG. 13 shows the arrangement of each component when the gripping object 20 is not in contact with the contact portion 110b. FIG. 13 shows the contact portion 110b installed on the finger portion 11a. The contact portion 110b installed on the finger portion 11b has the same structure, but the +z direction is opposite. In FIG. 13, the contact direction of the gripping object 20 with the contact portion 110b is the −z direction.
　接触部１１０ｂは、柔軟部１１２ｂと、２つの磁気センサ１１３ａ，１１３ｂと、４つの磁石１１４ａ～１１４ｄと、剛体部１１６とを備える。実施の形態１の接触状態認識装置１００ａと比較すると、接触状態認識装置１００ｂは、柔軟部１１２ｂに内包される磁石１１４ａ～１１４ｄの姿勢が異なり、また、２つの磁気センサ１１３ａ，１１３ｂを互いに異なる位置に備える点が異なる。 The contact part 110b includes a flexible part 112b, two magnetic sensors 113a and 113b, four magnets 114a to 114d, and a rigid part 116. Compared with the contact state recognition device 100a according to the first embodiment, the contact state recognition device 100b has different positions of the magnets 114a to 114d included in the flexible portion 112b, and the two magnetic sensors 113a and 113b are located at different positions. The point that is prepared for is different.
　剛体部１１６の上面には、磁気センサ１１３ａ，１１３ｂが固定される。磁気センサ１１３ａ，１１３ｂは、剛体部１１６の上面においてセンサの配置の中心点に対して点対称に配置される。センサの配置の中心点は、例えば、図１３の例では剛体部１１６の形状が円のため、剛体部１１６の形状である円の中心とする。磁気センサ１１３ａ，１１３ｂは、ともに互いに異なる方向の２つ以上の検出軸を有し、それぞれの検出軸の方向の磁界の強さを検出する。加えて、磁気センサ１１３ａ，１１３ｂが有する複数の検出軸のうち、それぞれ少なくとも２つの検出軸は、接触方向である－ｚ方向に対して直角となる。磁気センサ１１３ａ，１１３ｂにおいて、接触方向に対して直角となる２つの検出軸は、互いに直交することが望ましい。 The magnetic sensors 113a and 113b are fixed to the upper surface of the rigid body portion 116. The magnetic sensors 113a and 113b are arranged on the upper surface of the rigid body portion 116 in point symmetry with respect to the center point of the arrangement of the sensors. The center point of the arrangement of the sensors is, for example, the center of the circle that is the shape of the rigid body portion 116 because the shape of the rigid body portion 116 is a circle in the example of FIG. 13. The magnetic sensors 113a and 113b each have two or more detection axes in mutually different directions, and detect the strength of the magnetic field in the direction of each detection axis. In addition, among the plurality of detection axes of the magnetic sensors 113a and 113b, at least two detection axes are perpendicular to the −z direction which is the contact direction. In the magnetic sensors 113a and 113b, two detection axes that are perpendicular to the contact direction are preferably orthogonal to each other.
　柔軟部１１２ｂは、内部に４つの磁石１１４ａ～１１４ｄを備える。なお、柔軟部１１２ｂが内包する磁石は必ずしも４つである必要はなく、柔軟部１１２ｂの内部には２つの磁石からなる磁石の組がｎ組あればよい。図１３の例では、磁石１１４ａと磁石１１４ｂとの組を磁石の第１の組とし、磁石１１４ｃと磁石１１４ｄとの組を磁石の第２の組とする。 The flexible portion 112b includes four magnets 114a to 114d inside. The number of magnets included in the flexible portion 112b does not necessarily have to be four, and it is sufficient that the flexible portion 112b has n magnet groups each including two magnets. In the example of FIG. 13, the set of magnets 114a and 114b is the first set of magnets, and the set of magnets 114c and 114d is the second set of magnets.
　磁石１１４ａ～１１４ｄは、センサの配置の中心点から、接触方向に平行な方向に、接触部１１０ｂの接触面に向かって規定された量だけオフセットした位置を磁石の配置の中心点として、各磁石の組の磁石が磁石の配置の中心点に対して点対称に配置される。磁石１１４ａ～１１４ｄは、接触方向に対して直角となる平面上に配置されることが望ましい。また、磁石１１４ａ～１１４ｄは、各磁石の磁化方向が接触方向と平行となるように配置される。さらに、磁石１１４ａ～１１４ｄは、同一の磁極が同一の方向を向くように配置される。例えば、磁石１１４ａ～１１４ｄは、Ｓ極がすべて剛体部１１６の方向である－ｚ方向を向くように配置される。また、磁石１１４ａと磁石１１４ｂとの間の距離と、磁石１１４ｃと磁石１１４ｄとの間の距離とは同じであることが望ましい。すなわち、磁石１１４ａ～１１４ｄは、磁石の配置の中心点を中心とした円周上に配置されることが望ましい。また、磁気センサ１１３ａと磁気センサ１１３ｂとの間の距離は、磁石１１４ａと磁石１１４ｂとの間の距離、及び磁石１１４ｃと磁石１１４ｄとの間の距離よりも短い。磁石１１４ａ～１１４ｄの選定については、実施の形態１のときと同様である。 The magnets 114a to 114d are arranged such that a position offset from the center point of the sensor arrangement in the direction parallel to the contact direction by a prescribed amount toward the contact surface of the contact portion 110b is the center point of the magnet arrangement. Of magnets are arranged point-symmetrically with respect to the center point of the arrangement of the magnets. It is desirable that the magnets 114a to 114d be arranged on a plane perpendicular to the contact direction. Further, the magnets 114a to 114d are arranged such that the magnetization direction of each magnet is parallel to the contact direction. Further, the magnets 114a to 114d are arranged such that the same magnetic poles face the same direction. For example, the magnets 114a to 114d are arranged such that all S poles face the −z direction, which is the direction of the rigid body portion 116. Further, it is desirable that the distance between the magnet 114a and the magnet 114b is the same as the distance between the magnet 114c and the magnet 114d. That is, it is desirable that the magnets 114a to 114d be arranged on the circumference centered on the center point of the arrangement of the magnets. The distance between the magnetic sensor 113a and the magnetic sensor 113b is shorter than the distance between the magnet 114a and the magnet 114b and the distance between the magnet 114c and the magnet 114d. The selection of the magnets 114a to 114d is the same as that in the first embodiment.
　磁石の第２の組を構成する各磁石１１４ｃ，１１４ｄは、主にｘ軸方向の磁界を磁気センサ１１３ａ，１１３ｂの配置位置に発生させる。一方、磁石の第１の組を構成する各磁石１１４ａ，１１４ｂは、ｙ軸方向の成分を有する磁界を磁気センサ１１３ａ，１１３ｂの配置位置に発生させる。すなわち、磁石の第１の組が発生させる磁界は、磁石の第２の組が発生させる磁界と比較して、ｙ軸方向の成分が大きい。一方、磁石の第２の組が発生させる磁界は、磁石の第１の組が発生させる磁界と比較して、ｘ軸方向の成分が大きい。また、磁石１１４ａ～１１４ｄのそれぞれが、磁気センサ１１３ａ，１１３ｂの配置位置に発生させる磁界の向きは、互いに異なっている。したがって、磁気センサ１１３ａ，１１３ｂと磁石１１４ａ～１１４ｄとの位置関係に応じて、磁気センサ１１３ａ，１１３ｂで検出される各検出軸方向の磁界の強さの組み合わせは様々に変化する。 The magnets 114c and 114d forming the second set of magnets mainly generate a magnetic field in the x-axis direction at the arrangement positions of the magnetic sensors 113a and 113b. On the other hand, each of the magnets 114a and 114b forming the first set of magnets generates a magnetic field having a component in the y-axis direction at the arrangement position of the magnetic sensors 113a and 113b. That is, the magnetic field generated by the first set of magnets has a larger component in the y-axis direction than the magnetic field generated by the second set of magnets. On the other hand, the magnetic field generated by the second set of magnets has a larger component in the x-axis direction than the magnetic field generated by the first set of magnets. The directions of the magnetic fields generated by the magnets 114a to 114d at the positions where the magnetic sensors 113a and 113b are arranged are different from each other. Therefore, the combination of the magnetic field strengths in the respective detection axis directions detected by the magnetic sensors 113a and 113b changes variously depending on the positional relationship between the magnetic sensors 113a and 113b and the magnets 114a to 114d.
　接触状態推定部１５０ｂは、磁気センサ１１３ａ，１１３ｂの各検出軸で検出された磁束の強さの検出値に基づいて、接触部１１０ｂと把持物体２０との接触角度及び接触力を推定する。 The contact state estimation unit 150b estimates the contact angle and the contact force between the contact unit 110b and the grasped object 20 based on the detected value of the magnetic flux intensity detected by each detection axis of the magnetic sensors 113a and 113b.
　その他の構成については実施の形態１にて述べた通りである。以下、実施の形態１と比べて動作が異なる点を中心に、接触状態認識装置１００ｂの動作の流れを述べる。図示は省略するが、ロボットシステムでの接触状態認識装置１００ｂの設置パターンは、図６に示す実施の形態１のロボットシステム１での接触状態認識装置１００ａの設置パターンと同様とする。 Other configurations are as described in the first embodiment. Hereinafter, the flow of the operation of the contact state recognition device 100b will be described, focusing on the point that the operation is different from that of the first embodiment. Although illustration is omitted, the installation pattern of the contact state recognition device 100b in the robot system is similar to the installation pattern of the contact state recognition device 100a in the robot system 1 of the first embodiment shown in FIG.
　接触状態認識装置１００ｂでは、接触部１１０ｂが把持物体２０と接触することで柔軟部１１２ｂが変形し、柔軟部１１２ｂの変形に伴って、磁気センサ１１３ａ，１１３ｂと磁石１１４ａ～１１４ｄとの位置関係が変化する。ここで、ロボットハンド１０は、柔軟部１１２ｂの上面１１５を把持物体２０との接触面として、接触面のいずれかの位置で把持物体２０を把持するものとする。その際、磁気センサ１１３ａ，１１３ｂは、把持物体２０との接触の前後で異なる強さの磁束を検出することとなる。接触状態認識装置１００ｂでは、磁石１１４ａ～１１４ｄは、各磁石の磁化方向が接触方向と平行となるように配置される。言い換えると、接触状態認識装置１００ｂでは、接触部１１０ｂに把持物体２０が接触していない状態において、磁気センサ１１３ａ，１１３ｂが少なくとも有する２つの検出軸で構成される平面に対して、各磁石の磁化方向が直角となるように、磁石１１４ａ～１１４ｄが配置される。磁石１１４ａ～１１４ｄがこのように配置されることによって、接触部１１０ｂでは、把持物体２０との接触に起因して磁気センサ１１３ａ，１１３ｂで検出される磁界の強さの変化が大きくなる。これにより、接触状態推定部１５０ｂは、接触状態の検出がより容易となる。ただし、各磁石の磁化方向が接触方向と平行となるように磁石１１４ａ～１１４ｄが配置されることは、必須の条件ではない。 In the contact state recognition device 100b, the flexible portion 112b is deformed by the contact portion 110b coming into contact with the grasped object 20, and the positional relationship between the magnetic sensors 113a and 113b and the magnets 114a to 114d is changed as the flexible portion 112b is deformed. Change. Here, the robot hand 10 uses the upper surface 115 of the flexible portion 112b as a contact surface with the grip object 20, and grips the grip object 20 at any position of the contact surface. At that time, the magnetic sensors 113a and 113b detect magnetic fluxes having different strengths before and after contact with the grasped object 20. In the contact state recognition device 100b, the magnets 114a to 114d are arranged such that the magnetization directions of the magnets are parallel to the contact direction. In other words, in the contact state recognition device 100b, in a state where the gripping object 20 is not in contact with the contact portion 110b, the magnetization of each magnet with respect to the plane formed by at least two detection axes of the magnetic sensors 113a and 113b. The magnets 114a to 114d are arranged so that the directions thereof are right angles. By arranging the magnets 114a to 114d in this way, in the contact portion 110b, the change in the strength of the magnetic field detected by the magnetic sensors 113a and 113b due to the contact with the grasped object 20 becomes large. Thereby, the contact state estimation unit 150b becomes easier to detect the contact state. However, it is not an essential condition that the magnets 114a to 114d be arranged so that the magnetization direction of each magnet is parallel to the contact direction.
　接触状態推定部１５０ｂは、内部にメモリを備え、磁気センサ１１３ａ，１１３ｂのそれぞれについて、接触部１１０ｂで把持物体２０と非接触時に検出された磁界の強さを常に保持する。接触状態推定部１５０ｂは、磁気センサ１１３ａ，１１３ｂで検出された検出値すなわち磁界の強さと、非接触時のときの値との差異が規定された範囲を超える場合に、接触部１１０ｂと把持物体２０とが接触状態にあると判定する。また、接触状態推定部１５０ｂは、実施の形態１の接触状態推定部１５０ａと同様、予め準備するモデルと比較することで、容易に接触状態を判定することが可能となる。 The contact state estimating unit 150b has a memory inside, and always holds the strength of the magnetic field detected by the contact unit 110b when the magnetic sensor 113a and 113b is not in contact with the grasped object 20. When the difference between the detection value detected by the magnetic sensors 113a and 113b, that is, the strength of the magnetic field and the value at the time of non-contact exceeds the specified range, the contact state estimation unit 150b and the contact unit 110b and the grasped object. 20 is determined to be in a contact state. Further, the contact state estimating unit 150b can easily determine the contact state by comparing with the model prepared in advance, as with the contact state estimating unit 150a of the first embodiment.
　接触状態推定部１５０ｂが接触部１１０ｂと把持物体２０との接触状態を推定する動作のフローチャートは、図８に示す実施の形態１の接触状態推定部１５０ａが接触部１１０ａと把持物体２０との接触状態を推定する動作のフローチャートと同様である。 The flowchart of the operation in which the contact state estimation unit 150b estimates the contact state between the contact unit 110b and the gripped object 20 is as follows. The contact state estimation unit 150a according to the first embodiment illustrated in FIG. It is similar to the flowchart of the operation for estimating the state.
　以上説明したように、本実施の形態によれば、接触状態認識装置１００ｂでは、接触部１１０ｂにおいて、磁気センサ１１３ａ，１１３ｂは、接触方向から見たときに、磁石の第１の組を形成する２つの磁石１１４ａ，１１４ｂを結ぶ線分上に配置される。また、接触部１１０ｂにおいて、磁石の第１の組を形成する２つの磁石１１４ａ，１１４ｂの配列方向と、磁気センサ１１３ａの検出軸のうちの１つの検出軸の方向と、磁気センサ１１３ｂの検出軸のうちの１つの検出軸の方向とが一致する。また、接触部１１０ｂにおいて、磁石の第２の組を形成する２つの磁石１１４ｃ，１１４ｄの配列方向と、磁気センサ１１３ａの検出軸のうちの他の１つの検出軸の方向と、磁気センサ１１３ｂの検出軸のうちの他の１つの検出軸の方向とが一致する。このように各構成要素が配置されることにより、接触状態認識装置１００ｂは、接触部１１０ｂが把持物体２０と接触する際の接触状態の推定精度を向上させることができる。 As described above, according to the present embodiment, in the contact state recognition device 100b, the magnetic sensors 113a and 113b in the contact portion 110b form the first set of magnets when viewed from the contact direction. It is arranged on the line segment connecting the two magnets 114a and 114b. Further, in the contact portion 110b, the arrangement direction of the two magnets 114a and 114b forming the first set of magnets, the direction of one detection axis of the detection axes of the magnetic sensor 113a, and the detection axis of the magnetic sensor 113b. The direction of the detection axis of one of them coincides. Further, in the contact portion 110b, the arrangement direction of the two magnets 114c and 114d forming the second set of magnets, the direction of the other one of the detection axes of the magnetic sensor 113a, and the magnetic sensor 113b. The direction of the other one of the detection axes matches. By arranging each component in this way, the contact state recognition device 100b can improve the estimation accuracy of the contact state when the contact portion 110b contacts the gripping object 20.
　また、接触状態認識装置１００ｂにおいて、接触部１１０ｂは、２つの磁気センサ１１３ａ，１１３ｂを互いに異なる位置に備える。接触部１１０ｂは、２箇所で磁界の強さを検出するので、得られる情報量が増加する。これにより、接触状態認識装置１００ｂは、把持物体２０の接触位置も含めた認識も可能となる。 Further, in the contact state recognition device 100b, the contact portion 110b includes two magnetic sensors 113a and 113b at different positions. Since the contact part 110b detects the strength of the magnetic field at two places, the amount of information obtained increases. As a result, the contact state recognition device 100b can perform recognition including the contact position of the grasped object 20.
実施の形態３．
　実施の形態１では、接触状態認識装置１００ａにおいて、接触部１１０ａの備える磁気センサ１１３ａが、互いに異なる方向の２つ以上の検出軸を有し、それぞれの検出軸の方向の磁界の強さを検出していた。実施の形態３では、接触部が、１つの検出軸で磁界の強さを検出する検出素子を複数備える。実施の形態１と異なる部分について説明する。 Embodiment 3.
In the first embodiment, in the contact state recognition device 100a, the magnetic sensor 113a included in the contact portion 110a has two or more detection axes in different directions, and detects the strength of the magnetic field in each of the detection axis directions. Was. In the third embodiment, the contact portion includes a plurality of detection elements that detect the strength of the magnetic field with one detection axis. The part different from the first embodiment will be described.
　図１４は、実施の形態３に係る接触状態認識装置１００ｃの構成の一例を示す図である。また、図１５は、実施の形態３に係る接触状態認識装置１００ｃにおける接触部１１０ｃの構成の一例を示す上面図及び側面図である。接触状態認識装置１００ｃは、接触部１１０ｃと、接触状態推定部１５０ｃとを備える。図示は省略するが、ロボットハンドでの接触状態認識装置１００ｃの設置パターンは、図１または図１１に示す実施の形態１のロボットハンド１０での接触状態認識装置１００ａの設置パターンと同様とする。図１５において、上の図が上面図であり、下の図が側面図である。上面図は、ｚ軸方向からｘｙ平面を見たときの図となる。また、側面図は、ｙ軸方向からｘｚ平面を見たときの図となる。図１５は、接触部１１０ｃに把持物体２０が接触していない状態における各構成要素の配置を表している。図１５は、指部１１ａに設置される接触部１１０ｃを表している。指部１１ｂに設置される接触部１１０ｃも構成は同様であるが、＋ｚ方向が逆方向になる。図１５において、接触部１１０ｃに対する把持物体２０の接触方向は－ｚ方向となる。 FIG. 14 is a diagram showing an example of the configuration of the contact state recognition device 100c according to the third embodiment. Further, FIG. 15 is a top view and a side view showing an example of the configuration of the contact portion 110c in the contact state recognition device 100c according to the third embodiment. The contact state recognition device 100c includes a contact unit 110c and a contact state estimation unit 150c. Although illustration is omitted, the installation pattern of the contact state recognition device 100c in the robot hand is the same as the installation pattern of the contact state recognition device 100a in the robot hand 10 of the first embodiment shown in FIG. 1 or 11. In FIG. 15, the upper diagram is a top view and the lower diagram is a side view. The top view is a view when the xy plane is viewed from the z-axis direction. Further, the side view is a view when the xz plane is viewed from the y-axis direction. FIG. 15 shows the arrangement of each component in a state where the gripping object 20 is not in contact with the contact portion 110c. FIG. 15 shows the contact portion 110c installed on the finger portion 11a. The contact portion 110c installed on the finger portion 11b has the same structure, but the +z direction is opposite. In FIG. 15, the contact direction of the gripping object 20 with the contact portion 110c is the −z direction.
　接触部１１０ｃは、柔軟部１１２ｃと、２つの検出素子１１７ａ，１１７ｂと、４つの磁石１１４ａ～１１４ｄと、剛体部１１６とを備える。実施の形態１の接触状態認識装置１００ａと比較すると、接触状態認識装置１００ｃは、１つの磁気センサ１１３ａに替えて検出素子１１７ａ，１１７ｂを備える点が異なる。検出素子１１７ａ，１１７ｂは、１つの検出軸で磁界の強さを検出する。検出素子１１７ａ，１１７ｂは、例えば、ホール素子を用いて構成することができる。実施の形態３では、２つの検出素子１１７ａ，１１７ｂによって磁気センサを構成していると言える。なお、図１４および図１５では、接触部１１０ｃは２つの検出素子１１７ａ，１１７ｂを備えているが、一例であり、３つ以上の検出素子を備えても良い。 The contact part 110c includes a flexible part 112c, two detection elements 117a and 117b, four magnets 114a to 114d, and a rigid part 116. Compared with the contact state recognition device 100a of the first embodiment, the contact state recognition device 100c is different in that it includes detection elements 117a and 117b in place of the single magnetic sensor 113a. The detection elements 117a and 117b detect the strength of the magnetic field with one detection axis. The detection elements 117a and 117b can be configured using, for example, Hall elements. In the third embodiment, it can be said that the two detection elements 117a and 117b form a magnetic sensor. 14 and 15, the contact portion 110c includes two detection elements 117a and 117b, but this is an example, and the contact portion 110c may include three or more detection elements.
　検出素子１１７ａは、検出軸が接触方向に対して直角となるように剛体部１１６に固定される。同様に、検出素子１１７ｂは、検出軸が接触方向に対して直角となるように剛体部１１６に固定される。さらに、検出素子１１７ａ，１１７ｂは、検出素子１１７ａの検出軸と、検出素子１１７ｂの検出軸とが直交するように設置される。図１５において、検出素子１１７ａは、ｙ軸方向の磁界の強さ検出し、検出素子１１７ｂは、ｘ軸方向の磁界の強さ検出する。 The detection element 117a is fixed to the rigid body portion 116 such that the detection axis is perpendicular to the contact direction. Similarly, the detection element 117b is fixed to the rigid body portion 116 such that the detection axis is perpendicular to the contact direction. Further, the detection elements 117a and 117b are installed so that the detection axis of the detection element 117a and the detection axis of the detection element 117b are orthogonal to each other. In FIG. 15, the detection element 117a detects the strength of the magnetic field in the y-axis direction, and the detection element 117b detects the strength of the magnetic field in the x-axis direction.
　磁石１１４ａ～１１４ｄは、実施の形態１の接触状態認識装置１００ａと同様に配置される。ここで、磁石の配置の中心点は、検出素子１１７ａの検出軸と検出素子１１７ｂの検出軸との交点を、接触方向にオフセットした位置とする。なお、磁石１１４ａ～１１４ｄは、実施の形態２の接触状態認識装置１００ｂと同様に配置しても良い。 The magnets 114a to 114d are arranged similarly to the contact state recognition device 100a of the first embodiment. Here, the center point of the arrangement of the magnets is the position where the intersection of the detection axis of the detection element 117a and the detection axis of the detection element 117b is offset in the contact direction. The magnets 114a to 114d may be arranged similarly to the contact state recognition device 100b of the second embodiment.
　接触状態推定部１５０ｃは、検出素子１１７ａ，１１７ｂで検出された各検出軸での時速の強さの検出値に基づいて、接触部１１０ｃと把持物体２０との接触角度及び接触力を推定する。実施の形態１において磁気センサ１１３ａで２つの検出軸で磁束の強さが検出されていた場合、接触状態推定部１５０ａが磁気センサ１１３ａから取得する検出値と、実施の形態３で接触状態推定部１５０ｃが検出素子１１７ａ，１１７ｂから取得する検出値とは同じ内容となる。すなわち、実施の形態３の接触状態推定部１５０ｃの動作内容は、実施の形態１の接触状態推定部１５０ａの動作内容と同様である。図示は省略するが、ロボットシステムでの接触状態認識装置１００ｃの設置パターンは、図６に示す実施の形態１のロボットシステム１での接触状態認識装置１００ａの設置パターンと同様とする。 The contact state estimation unit 150c estimates the contact angle and the contact force between the contact unit 110c and the grasped object 20 based on the detected value of the strength of the speed at each detection axis detected by the detection elements 117a and 117b. In the first embodiment, when the magnetic sensor 113a detects the strength of the magnetic flux on the two detection axes, the detection value acquired by the contact state estimation unit 150a from the magnetic sensor 113a and the contact state estimation unit in the third embodiment. The detection value acquired by the 150c from the detection elements 117a and 117b has the same content. That is, the operation content of the contact state estimation unit 150c of the third embodiment is the same as the operation content of the contact state estimation unit 150a of the first embodiment. Although illustration is omitted, the installation pattern of the contact state recognition device 100c in the robot system is similar to the installation pattern of the contact state recognition device 100a in the robot system 1 of the first embodiment shown in FIG.
　以上説明したように、本実施の形態によれば、接触状態認識装置１００ｃでは、接触部１１０ｃが、１つの検出軸で磁界の強さを検出する検出素子１１７ａ，１１７ｂを備えることとした。この場合においても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。 As described above, according to the present embodiment, in the contact state recognition device 100c, the contact portion 110c includes the detection elements 117a and 117b that detect the strength of the magnetic field with one detection axis. Even in this case, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
実施の形態４．
　実施の形態１から実施の形態３では、接触状態認識装置は、接触部及び接触状態推定部から構成されていた。実施の形態４では、接触状態認識装置は、接触部及びニューラルネットワークから構成される。実施の形態１と異なる部分について説明する。 Fourth Embodiment
In the first to third embodiments, the contact state recognition device is composed of the contact section and the contact state estimation section. In the fourth embodiment, the contact state recognition device includes a contact unit and a neural network. The part different from the first embodiment will be described.
　図１６は、実施の形態４に係る接触状態認識装置１００ｄの構成の一例を示す図である。接触状態認識装置１００ｄは、接触部１１０ａと、ニューラルネットワーク１６０とを備える。接触状態認識装置１００ｄでは、ニューラルネットワーク１６０が、接触部１１０ａからの検出値に基づいて、接触部１１０ａと把持物体２０との接触状態を推定する。なお、接触状態認識装置１００ｄは、実施の形態１の接触部１１０ａの替わりに、実施の形態２の接触部１１０ｂ、または実施の形態３の接触部１１０ｃを用いても良い。接触状態認識装置１００ｄは、ニューラルネットワーク１６０によって接触状態推定部１５０ａ～１５０ｃを構成、すなわち実現するものである。 FIG. 16 is a diagram showing an example of the configuration of the contact state recognition device 100d according to the fourth embodiment. The contact state recognition device 100d includes a contact unit 110a and a neural network 160. In the contact state recognition device 100d, the neural network 160 estimates the contact state between the contact part 110a and the grasped object 20 based on the detection value from the contact part 110a. The contact state recognition device 100d may use the contact portion 110b of the second embodiment or the contact portion 110c of the third embodiment instead of the contact portion 110a of the first embodiment. The contact state recognition device 100d configures, that is, realizes the contact state estimation units 150a to 150c by the neural network 160.
　接触状態認識装置１００ｄを使用する場合、ユーザは、まず、想定される把持物体２０を用いて、把持物体２０の接触状態と、接触部１１０ａからの出力値または出力値の変化量との組を様々な接触状態で取得し、ニューラルネットワーク１６０に学習させる。ニューラルネットワーク１６０の学習が完了すると、ユーザは、学習済みのニューラルネットワーク１６０を接触部１１０ａに接続する。ニューラルネットワーク１６０は、接触部１１０ａから検出値を取得することで、検出値に基づいて、接触部１１０ａと把持物体２０との接触角度及び接触力を推定する。ニューラルネットワーク１６０は、接触部１１０ａの柔軟部１１２ａと把持物体２０との接触角度と、柔軟部１１２ａと把持物体２０との接触の前後において磁気センサ１１３ａで検出された各検出軸方向の磁界の強さの変化量と、の関係を学習させたものである。 When using the contact state recognition device 100d, the user first uses the supposed gripping object 20 to set a pair of the contact state of the gripping object 20 and the output value from the contact portion 110a or the amount of change in the output value. It is acquired in various contact states and the neural network 160 is made to learn. When the learning of the neural network 160 is completed, the user connects the learned neural network 160 to the contact part 110a. The neural network 160 acquires the detection value from the contact portion 110a, and estimates the contact angle and the contact force between the contact portion 110a and the grasped object 20 based on the detection value. The neural network 160 detects the contact angle between the flexible portion 112a of the contact portion 110a and the grasped object 20 and the strength of the magnetic field in each detection axis direction detected by the magnetic sensor 113a before and after the contact between the flexible portion 112a and the grasped object 20. This is a learning of the relationship between the amount of change in height and.
　図示は省略するが、ロボットシステムでの接触状態認識装置１００ｄの設置パターンは、図６に示す実施の形態１のロボットシステム１での接触状態認識装置１００ａの設置パターンと同様とする。実施の形態４では、図６に示す接触状態推定部１５０ａの部分を、ニューラルネットワーク１６０に置き換える。 Although illustration is omitted, the installation pattern of the contact state recognition device 100d in the robot system is similar to the installation pattern of the contact state recognition device 100a in the robot system 1 of the first embodiment shown in FIG. In the fourth embodiment, the contact state estimating unit 150a shown in FIG. 6 is replaced with the neural network 160.
　以上説明したように、本実施の形態によれば、接触状態認識装置１００ｄは、把持物体２０の接触状態と、接触部１１０ａからの出力値との関係のモデル化が容易でない場合でも、把持物体２０の接触状態の認識が可能となる。 As described above, according to the present embodiment, the contact state recognition device 100d allows the grasped object to be modeled even if it is not easy to model the relationship between the contact state of the grasped object 20 and the output value from the contact unit 110a. It is possible to recognize the contact state of 20.
　以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。 The configurations described in the above embodiments are examples of the content of the present invention, and can be combined with another known technique, and the configurations of the configurations are not departing from the scope of the present invention. It is also possible to omit or change parts.
　１　ロボットシステム、２　ロボット、３　ロボット制御装置、１０　ロボットハンド、１１ａ，１１ｂ　指部、２０　把持物体、３０　ロボットアーム、１００ａ～１００ｄ　接触状態認識装置、１１０ａ～１１０ｃ　接触部、１１２ａ～１１２ｃ　柔軟部、１１３ａ，１１３ｂ　磁気センサ、１１４ａ～１１４ｄ　磁石、１１６　剛体部、１１７ａ，１１７ｂ　検出素子、１５０ａ～１５０ｃ　接触状態推定部、１６０　ニューラルネットワーク、２０１　プロセッサ、２０２　メモリ、２０３　データバス、２０４　処理回路。 1 robot system, 2 robot, 3 robot control device, 10 robot hand, 11a, 11b finger part, 20 gripping object, 30 robot arm, 100a-100d contact state recognition device, 110a-110c contact part, 112a-112c flexible part, 113a, 113b magnetic sensor, 114a-114d magnet, 116 rigid body part, 117a, 117b detection element, 150a-150c contact state estimation part, 160 neural network, 201 processor, 202 memory, 203 data bus, 204 processing circuit.

Claims (15)

  1. 　ロボットに取り付けられ、物体と接触した際の接触状態を認識する接触状態認識装置であって、
    　前記ロボットに取り付けられる剛体部と、
    　前記剛体部に取り付けられる磁気センサと、
    　前記剛体部に取り付けられ、前記物体と接触した際に変形する柔軟部と、
    　を備え、
    　前記柔軟部は、互いに異なる位置に複数の磁石を内包し、
    　前記磁気センサは、互いに異なる方向の２つの検出軸を少なくとも有し、前記複数の磁石による前記検出軸の方向の磁界の強さを検出軸毎に検出する、
    　接触状態認識装置。     A contact state recognition device attached to a robot for recognizing a contact state when an object contacts
    A rigid body part attached to the robot,
    A magnetic sensor attached to the rigid part,
    A flexible portion attached to the rigid body portion and deformable when contacting the object,
    Equipped with
    The flexible part includes a plurality of magnets at different positions,
    The magnetic sensor has at least two detection axes in different directions, and detects the strength of the magnetic field in the direction of the detection axis by the plurality of magnets for each detection axis.
    Contact state recognition device.
  2. 　前記磁気センサは、互いに直交する２つの検出軸を有する、
    　請求項１に記載の接触状態認識装置。     The magnetic sensor has two detection axes orthogonal to each other,
    The contact state recognition device according to claim 1.
  3. 　前記柔軟部は、それぞれ２つの磁石で構成される磁石の組を複数組内包し、
    　前記磁石の組のそれぞれは、前記磁気センサが取り付けられた位置において互いに異なる方向の磁界を発生させる、
    　請求項１または２に記載の接触状態認識装置。     The flexible portion includes a plurality of sets of magnets each including two magnets,
    Each of the pair of magnets generates magnetic fields in different directions at the position where the magnetic sensor is attached,
    The contact state recognition device according to claim 1.
  4. 　前記磁石の組のそれぞれにおいて、前記磁石の組を構成する２つの磁石の位置を結ぶ線分は互いに異なる方向となる、
    　請求項３に記載の接触状態認識装置。     In each of the pair of magnets, line segments connecting the positions of the two magnets forming the pair of magnets are in different directions.
    The contact state recognition device according to claim 3.
  5. 　前記物体が接触していない状態において、前記磁石の組のそれぞれを構成する２つの磁石は、同一の磁極が同一方向を向くように配置される、
    　請求項３または４に記載の接触状態認識装置。     In a state in which the object is not in contact, the two magnets forming each of the magnet sets are arranged so that the same magnetic pole faces the same direction.
    The contact state recognition device according to claim 3.
  6. 　前記物体が接触していない状態において、前記複数の磁石は、２つの検出軸を含む平面に対して磁化方向が平行となるように配置される、
    　請求項３から５のいずれか１項に記載の接触状態認識装置。     In a state in which the object is not in contact, the plurality of magnets are arranged such that the magnetization direction is parallel to a plane including the two detection axes,
    The contact state recognition device according to any one of claims 3 to 5.
  7. 　前記物体が接触していない状態において、磁石の第１の組を構成する２つの磁石の磁化方向と、磁石の第２の組を構成する２つの磁石の磁化方向とが直交するように磁石が配置される、
    　請求項６に記載の接触状態認識装置。     When the objects are not in contact with each other, the magnets are arranged so that the magnetization directions of the two magnets forming the first set of magnets and the magnetization directions of the two magnets forming the second set of magnets are orthogonal to each other. Placed,
    The contact state recognition device according to claim 6.
  8. 　前記物体が接触していない状態において、前記複数の磁石は、２つの検出軸を含む平面に対して磁化方向が直角となるように配置される、
    　請求項３から５のいずれか１項に記載の接触状態認識装置。     In a state where the object is not in contact, the plurality of magnets are arranged such that the magnetization direction is perpendicular to a plane including the two detection axes.
    The contact state recognition device according to any one of claims 3 to 5.
  9. 　２つの検出軸を含む平面に対して直角な方向を接触方向とし、
    　前記物体が接触していない状態において、前記磁気センサと前記複数の磁石とは前記接触方向で異なる位置に配置される、
    　請求項３から８のいずれか１項に記載の接触状態認識装置。     The direction perpendicular to the plane including the two detection axes is the contact direction,
    In a state where the object is not in contact, the magnetic sensor and the plurality of magnets are arranged at different positions in the contact direction,
    The contact state recognition device according to any one of claims 3 to 8.
  10. 　前記物体が接触していない状態において、前記磁石の組のそれぞれを構成する２つの磁石は、前記磁気センサの配置位置から接触方向に移動した点を中心点として、点対称に配置される、
    　請求項９に記載の接触状態認識装置。     In a state where the object is not in contact with each other, the two magnets forming each of the pair of magnets are arranged in point symmetry with a point moved from the arrangement position of the magnetic sensor in the contact direction as a central point.
    The contact state recognition device according to claim 9.
  11. 　前記物体が接触していない状態において、前記磁石の組のそれぞれを構成する２つの磁石は、前記中心点を中心とした円周上に配置される、
    　請求項１０に記載の接触状態認識装置。     In a state where the object is not in contact with each other, the two magnets forming each of the pair of magnets are arranged on a circumference having the center point as a center.
    The contact state recognition device according to claim 10.
  12. 　前記磁気センサで検出された各検出軸方向の磁界の強さに基づいて、前記柔軟部と前記物体との接触角度を含む接触状態を推定する接触状態推定部を備える、
    　請求項１から１１のいずれか１項に記載の接触状態認識装置。     Based on the strength of the magnetic field in each detection axis direction detected by the magnetic sensor, a contact state estimation unit that estimates a contact state including a contact angle between the flexible portion and the object,
    The contact state recognition device according to any one of claims 1 to 11.
  13. 　前記接触状態推定部は、前記柔軟部と前記物体との接触の前後において前記磁気センサで検出された各検出軸方向の磁界の強さの変化量を、前記物体との接触角度と磁界の強さの変化量との関係を表すモデルと比較して接触状態を推定する、
    　請求項１２に記載の接触状態認識装置。     The contact state estimating unit determines the amount of change in the magnetic field strength in each detection axis direction detected by the magnetic sensor before and after the contact between the flexible unit and the object, the contact angle with the object and the magnetic field strength. The contact state by comparing it with a model that expresses the relationship with the amount of change in
    The contact state recognition device according to claim 12.
  14. 　前記接触状態推定部は、前記柔軟部と前記物体との接触角度と、前記柔軟部と前記物体との接触の前後において前記磁気センサで検出された各検出軸方向の磁界の強さの変化量と、の関係を学習させたニューラルネットワークで構成される、
    　請求項１２に記載の接触状態認識装置。     The contact state estimation unit is a contact angle between the flexible unit and the object, and a change amount of the magnetic field strength in each detection axis direction detected by the magnetic sensor before and after the contact between the flexible unit and the object. Composed of a neural network that has learned the relationship between and
    The contact state recognition device according to claim 12.
  15. 　把持物体を把持する部位に、請求項１から１４のいずれか１項に記載の接触状態認識装置が取り付けられたロボットハンドを備え、前記ロボットハンドが前記把持物体を把持した際の把持姿勢を認識するロボットシステム。 A robot hand having the contact state recognition device according to any one of claims 1 to 14 attached to a portion that grips a gripping object, and recognizes a gripping posture when the robot hand grips the gripping object. Robot system to do.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4165589B2 (en) * 2006-08-09 2008-10-15 ソニー株式会社 Detection apparatus and detection method thereof
JP2009229453A (en) * 2008-02-28 2009-10-08 Seiko Epson Corp Pressure detection device and pressure detecting method
JP5187856B2 (en) * 2009-11-20 2013-04-24 ビー・エル・オートテック株式会社 Tactile sensor
JP6097081B2 (en) * 2013-01-15 2017-03-15 東洋ゴム工業株式会社 Sensor and manufacturing method thereof

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008020239A (en) * 2006-07-11 2008-01-31 Fujikura Ltd Magnetic device
JP5875382B2 (en) * 2011-02-15 2016-03-02 キヤノン株式会社 Force sensor, robot device, robot hand and detection device
JP5999591B2 (en) * 2012-03-30 2016-09-28 独立行政法人国立高等専門学校機構 Tactile sensor
JP6141720B2 (en) * 2012-10-19 2017-06-07 東洋ゴム工業株式会社 Tactile sensor
CN105324650B (en) * 2013-06-18 2017-06-23 本田技研工业株式会社 Sensor device
JP6226171B2 (en) * 2013-07-04 2017-11-08 ローム株式会社 Stress sensor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4165589B2 (en) * 2006-08-09 2008-10-15 ソニー株式会社 Detection apparatus and detection method thereof
JP2009229453A (en) * 2008-02-28 2009-10-08 Seiko Epson Corp Pressure detection device and pressure detecting method
JP5187856B2 (en) * 2009-11-20 2013-04-24 ビー・エル・オートテック株式会社 Tactile sensor
JP6097081B2 (en) * 2013-01-15 2017-03-15 東洋ゴム工業株式会社 Sensor and manufacturing method thereof

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