CN108068109A - 控制保持装置的方法、保持装置和机器人装置 - Google Patents
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Abstract
一种控制保持装置的方法、保持装置和机器人装置,保持装置配置成通过处于多种相对姿态的多个手指保持多种目标对象,该方法包括基于用于目标对象的处于相对姿态的手指的保持力的信息,计算由手指保持的目标对象的位置偏差量,并且基于在计算中计算出的位置偏差量来校正由手指保持的目标对象的位置。
Description
技术领域
本发明涉及一种控制保持装置的方法、所述保持装置和机器人装置,所述保持装置配置成通过所述保持装置的多个手指来保持目标对象。
背景技术
近年来,曾经传统上手动执行的工业产品(诸如相机和打印机)的装配步骤由工业机器人自动进行的需求已日益增加。构成这些产品的大部分部件很小、具有各种形状并且由各种各样的材料形成。在这些类型的产品或部件的生产线中,使用这样的系统,在所述系统中,配置为关节臂的机械臂和诸如机械手的保持装置组合。特别是目前,由于由机器人的多功能性以及由多种类的产品的少量制造派生的转换需求,越来越需要机械臂和机械手具有通用性来处理不同形状和尺寸的工件。此外,当组装工件时,用作保持装置的手需要将用作保持目标对象的工件稳定地定位在期望的位置处。
在一些情况下,诸如相机的视觉系统用于将工件的特定部分定位在机械手的标准位置处,例如定位在机械手的中心轴线。此外,日本专利特开No.2010-69584公开了一种机器人,其能够根据臂的操作状态在位置控制和力控制之间切换手指的操作控制。
此外,日本专利特开No.2013-255981公开了一种机器人,其计算机械臂围绕轴的翘曲量并校正围绕所述轴的运动。
发明内容
根据本公开的一个方面,提供了一种控制保持装置的方法,该保持装置配置成通过处于多种相对姿态的多个手指来保持多种目标对象,该方法包括:基于与用于目标对象的处于相对姿态的手指的保持力相关的信息来计算由所述手指保持的目标对象的位置偏差量,并且基于在计算中计算出的位置偏差量来校正由所述手指保持的目标对象的位置。
参考附图从下面示例性实施方案的描述中,本发明的其它特征将变得显而易见。并入说明书并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的示例性实施方案、特征和方面,并且与描述一起用于解释本发明的原理。
附图说明
图1是示出本发明的示例性实施方案的机器人系统的示意性构造的说明图。
图2是示出本发明的示例性实施方案的手的示意性构造的说明图。
图3A示出了通过根据本发明的第一示例性实施方案的保持装置保持具有矩形形状的工件的状态。
图3B示出了通过根据本发明的第一示例性实施方案的保持装置保持具有圆形截面的工件的状态。
图3C示出了通过根据本发明的第一示例性实施方案的保持装置保持具有薄形形状的工件的状态。
图4是示意性地示出了根据本发明的第一示例性实施方案的马达控制系统的框图。
图5是示出根据本发明的第一示例性实施方案的马达控制系统的细节的框图。
图6示出了工件的保持状态。
图7是示出根据本发明的第一示例性实施方案的保持指令表的一示例的说明图。
图8是示出根据本发明的第一示例性实施方案的校正因子表的一示例的说明图。
图9是示出根据本发明的第一示例性实施方案的校正计算部的示意性构造的框图。
图10是用于说明根据本发明的第一示例性实施方案的图4中所示的保持工件的方法的说明图。
图11是根据第一示例性实施方案的机器人系统的详细框图。
图12是示出根据本发明的第一示例性实施方案的用于通过手控制装置校正指尖位置处的手的翘曲的处理程序的流程图。
图13是示出根据本发明的第一示例性实施方案的用于通过手控制装置校正指尖位置处的手的翘曲的处理程序的流程图。
图14是示出根据本发明的第二示例性实施方案的被保持的工件的一示例和保持被保持的工件的方法的说明图。
图15是示出根据本发明的第二示例性实施方案的保持指令表的一示例的说明图。
图16是示出根据本发明的第二示例性实施方案的包括翘曲校正的保持控制程序的流程图。
图17是示出另一示例性实施方案的手的说明图。
具体实施方式
下面将参考附图描述根据本发明的保持装置和控制该保持装置的方法的示例性实施方案。要注意,下面将要描述的示例性实施方案仅仅是示例,并且例如,本领域技术人员可以在本发明的要点内适当地修改细节的配置。此外,在示例性实施方案中描述的数值仅仅是参考值而不限制本发明。
第一示例性实施方案
当通过多个手指来保持诸如工件的保持目标对象时,根据本示例性实施方案的保持装置可以根据保持目标对象以多种不同相对姿态执行保持操作。保持装置还在每个相对姿态中校正保持目标对象的位置偏差,所述位置偏差例如由当保持所述保持目标对象时发生的手指翘曲引起。
相对姿态表示位置关系,其可以根据所述保持目标对象通过相对移动手指由手的手指获得。
机器人系统
图1示出了包括本示例性实施方案的保持装置的机器人系统的示意性构造。在图1中,机器人系统100包括臂主体200、手300、臂控制装置400和手控制装置500。工件W1是将被组装的部件并且被放置在工件放置台S1上。工件W2是工件W1将被安装到其上的部件并且被固定在工件固定台S2上。
通过由机器人系统100操作和组装工件W1和W2可以生产工业产品或其一部分。例如,通过使用臂主体200和手300保持以及移动作为保持目标对象的工件W1并将工件W1装配到工件W2的安装部分来执行针对工件W1和W2的组装操作。
臂主体200是本示例性实施方案中的关节机械臂。臂主体200的近端固定在基部600上,并且臂主体200的远端配备有手300,所述手200是作为末端执行器的保持装置。通过手300对工件W1执行操作。此外,臂主体200的每个关节设置有未示出的马达和编码器。马达用作驱动关节的驱动源,编码器用作检测马达的旋转角度的检测器。
臂控制装置400计算对于用于组装的、作为臂的远端的手300的目标位置和目标姿态,臂主体200的关节应当成什么角度,并且向控制每个关节的马达的伺服电路输出指令值。马达和伺服电路未示出。臂控制装置400连接到手控制装置500,并且从手控制装置500接收传向手300的保持指令。该保持指令可以例如输出作为数字,即数字表示的数据。
臂控制装置400包括中央处理单元:CPU 401,只读存储器:ROM 402,随机存取存储器:RAM 403,通用信号接口404和臂马达驱动器405,类似于稍后将描述的手控制装置500。手控制装置500的相应部件将用附图标记501至505表示。通用信号接口404与臂主体200的传感器通信,并且臂马达驱动器405控制驱动臂主体200的每个关节的马达的驱动。
如图1所示,手控制装置500包括CPU 501和经由总线连接到CPU 501的ROM 502、RAM 503、通用信号接口504和手马达驱动器505等。CPU 501由例如微处理器构成。ROM 502存储用于控制手300的程序。该程序用于执行后面将描述的翘曲校正。
在本示例性实施方案中,臂控制装置400和手控制装置500被示为两个单独的控制装置。然而,根据机器人装置的实施方案,这些控制装置可以被配置为单个装置。也就是说,也可以采用这样的构造,在所述构造中,设置控制臂主体200和手300的一个公共控制装置,并且该公共控制装置执行由本示例性实施方案中的臂控制装置400和手控制装置500执行的控制。
图2示出了本示例性实施方案中的手300的示意性构造。手300包括三个手指3401至3403。这三个手指3401至3403分别包括与工件形成接触的接触部分361至363。
上述手指3401至3403支撑在附接到臂主体200的远端的手300的基部部分36上。图2中所示的XYZ坐标系是手坐标系,所述手坐标系具有基部部分36的中心轴线301通过的点作为原点。原点是例如基部部分36的顶面上的点。
手指3401至3403和接触部分361至363被控制为通过连杆351、352和353以及被驱动旋转的五个关节J1至J5彼此相对位移。利用这种构造,手指3401至3403被操作为触摸并保持、或释放并移离保持的目标对象(诸工件),如后所述。
此外,手300的关节J1至J5设置有马达311至315作为驱动单元以驱动相应关节。手指3401至3403的连杆通过分别与马达311至313直接联接的减速齿轮321至323驱动。此外,马达311至315分别设置有检测相应马达的旋转角度的编码器331至335。
构成用于手300的手指3401至3403的驱动传输系统的一部分的连杆351至353例如是如图2中所示的所谓的平行四连杆机构。此外,连杆351至353由分别设置用于关节J1至J3的马达311至313独立驱动。利用这种构造,可以独立地移动与工件接触的手指3401至3403的接触部分361至363,并且可以保持工件。
尽管上面已经描述了平行四连杆机构作为接触部分移动机构的示例,但是只要能够实现直线移动,可以替代地使用诸如齿条和小齿轮的机构。
优选地,经由平行四连杆机构移动接触部分361至363,原因是由此可以在保持与Z方向平行的姿态的同时移动接触部分361至363。也就是说,通过在接触部分361至363的至少一部分上形成平坦表面并将该平坦表面设置为平行于手坐标系的Z方向,接触部分361至363可以被移动使得在接触部分361至363移动的同时其平坦表面总是平行于Z方向。利用这种构造,即使在接触部分361至363与工件接触的接触位置在Z方向上略微移位的情况下,接触部分361至363也可以在接触部分361至363的平坦表面中的某个位置与工件接触,并且因此能够更容易地执行控制。
此外,在本示例性实施方案中,三个手指3401至3403中的两个手指3402和3403被配置成分别围绕关节J4和J5可枢转,关节J4和J5中的每个关节均具有单个自由度。利用这种构造,可以改变手指3401至3403的接触部分361至363的移动方向。此外,当根据将在随后描述的例如图3A至图3C中所示的工件的各种形状来保持工件时,可以改变手指3401至3403的相对姿态。
在本说明书中,多个手指3401至3403中的不包括枢转机构的手指3401有时可被称为固定手指。此外,包括枢转机构的手指3402和3403有时可以被称为可枢转手指。
在图2中,以简化的方式被示出为连接手指3402和3403的关节J4和J5的直线的支撑部分302以平行于XYZ手坐标系的Y轴的方式被支撑在例如基部部分36的中心轴线301上。此外,关节J4和J5被支撑在相同的高度。
关节J4和J5彼此独立地操作,并被驱动以在彼此相反的方向上旋转相同的驱动量。利用这种构造,可枢转手指3402和3403被控制成采取相对于固定手指3401对称的枢转姿态。
图2示出了关节J4和J5相对于手坐标系的Y轴各自处于90°的相对姿态。关节J4和J5分别沿箭头a和b的方向从图2所示的状态旋转90°的状态的角度将被表示为0°。此外,关节J4和J5分别沿箭头a和b的方向从图2所示的状态旋转60°的状态的角度将被表示为30°。在本示例性实施方案中,例如在稍后将描述的图3A至3C中,对于关节J4和J5的旋转角度,有时会使用如上所述的数值表述。
在本示例性实施方案中,力传感器341至343设置在相应手指3401至3403的远端处,并且因此可以检测到施加到这些手指的保持力,即来自保持目标对象的反作用力。利用这种结构,可以检测在多种相对姿态之间变化的保持力,并且因此可以执行对应于保持状况的控制。作为力传感器,可以使用光学地测量检测部分的变形量的负荷传感器、应变仪和力检测设备。
图3A至图3C示出了当保持各种工件时手指3401至3403可以采取的相对姿态的示例。图3A的左下角所示的坐标系是XYZ的手坐标系,与手指3401至3403对应地示出的坐标系是xyz的手指坐标系。可以通过沿直线独立地移动三个手指3401至3403并改变枢转姿态来保持各种工件。
在图3A中,可枢转手指3402和3403的直线移动方向(即由接触部分移动机构移动的接触部分362和363的移动方向)平行于固定手指3401的直线移动方向,即,平行于由接触部分移动机构移动的接触部分361的移动方向。也就是说,手指3402和3403被控制成处于使得手指3402和3403的相应手指坐标系的x轴方向(即保持力Fx的方向)平行于手指3401的x轴方向的枢转姿态。
换句话说,手指3401至3403在包括接触部分361的固定手指3401的表面与包括接触部分362和363的可枢转手指3402和3403的每个表面之间的角度为0°的状态下与工件接触。在如图3A所示的这样的相对姿态下,工件在所述三个手指3401至3403的接触部分361至363与工件接触的情况下被保持,并且这可适用于保持例如具有如图3A所示的矩形形状的工件。
此外,在图3B中,可枢转手指3402和3403被控制为采取这样的枢转姿态,在所述枢转姿态中,每个可枢转手指3402和3403的直线移动方向相对于固定指3401的角度为120°或约120°。换句话说,包括接触部分361的固定手指3401的表面与包括接触部分362和363的可枢转手指3402和3403的每个表面之间的角度为120°。在可枢转手指3402和3403的这种枢转姿态中,相应手指坐标系的x轴方向(即保持力Fx的方向)集中并交叉于手指3401至3403的中心处的单个点处。在如图3B所示的这种相对位置中,工件在所述三个手指3401至3403的接触部分361至363与工件接触的情况下被保持,并且该相对姿态适用于保持如图3B所示的具有圆形截面(即球形或圆柱形形状)的工件。
在图3C中,可枢转手指3402和3403的枢转姿态垂直于图3A的姿态。换句话说,包括接触部分361的固定手指3401的表面与包括接触部分362和363的可枢转手指3402和3403的每个表面之间的角度为90°,并且工件仅由可枢转手指3402和3403保持。因此,可枢转手指3402和3403的相应手指坐标系的x轴基本上在一直线上,并且x轴的方向(即保持力Fx的方向)彼此相反。在如图3C所示的这种相对姿态下,工件在仅两个可枢转手指3402和3403的接触部分362和363与工件接触的情况下被保持,并且该相对姿态适用于保持被破坏风险高的具有薄形状的工件。通过将手指独立地朝向彼此移动或者远离彼此移动,可以在降低破坏工件的风险的同时,稳定地保持具有薄形状的工件。
将给出相对姿态的进一步描述。在图3A至图3C中,固定手指3401的手指坐标系的在x轴方向(即,在由接触部分移动机构移动的接触部分361的移动方向)上延伸的虚拟线用附图标记S1表示。此外,可枢转手指3402的手指坐标系的在x轴方向(即,由接触部分移动机构移动的接触部分362的移动方向)上延伸的虚拟线用附图标记S2表示。此外,可枢转手指3403的手指坐标系的在x轴方向(即,由接触部分移动机构移动的接触部分363的移动方向)上延伸的虚拟线用附图标记S3表示。在当在从上方(即从纸张表面的法线方向)观察图3A至3C时由虚拟线S1和S2形成的角度和/或由虚拟线S1和S3所形成的角度不同的情况下,相对姿态不同。
要注意的是,在本说明书中,稍后将描述的保持工件的关节J4的角度是由虚拟线S和可枢转手指3402的虚拟线S2形成的角度。此外,保持工件的关节J5的角度是由虚拟线S和可枢转手指3403的虚拟线S3形成的角度。虚拟线S在与虚拟线S1垂直的方向上延伸,并且角度的单位为度(deg)。
图4以虚拟框图的形式示出了手控制装置500的控制功能的示意性构造。CPU 501可以通过使用编码器331至335的输出值来计算关节J1至J5的相应旋转角度。在这种情况下,CPU 501可以通过使用稍后将描述的减速齿轮321至325的减速比将编码器331至335的输出值转换成关节J1至J5的相应旋转角度。
CPU 501包括稍后将描述的校正量计算部520。此外,CPU 501还包括手指令值生成部530和作为驱动控制部的马达控制部541至545,该驱动控制部根据由校正量计算部520获得的校正量使手指3401至3403相对移位。
稍后将描述的保持指令表511和校正因子表512可以设置在例如RAM 503的存储区域中。可替代地,在用于这些表的表存储器可以根据装置的实现规范被配置为ROM的情况下,这些表511和512可以设置在ROM 502的存储区域中。
此外,RAM 503还用作用于在由CPU 501执行算术运算时使用的临时存储的存储器,或用作根据需要设置的寄存器区域。手马达驱动器505驱动五轴马达311至315,所述五轴马达基于相应马达控制部541至545的控制值来控制手300的手指的移动和枢转。
手指令值生成部530将用作关节J1至J5的驱动源的马达311至315的关节控制模式(即位置控制或力控制)以及用于马达311至315的指令值传递到相应马达控制部541至545。用于马达311至315的指令值是在用于马达311至315的关节控制模式为位置控制的情况下的位置指令值以及在用于马达311至315的关节控制模式为力控制的情况下的力指令值。
此外,手指令值生成部530基于由校正量计算部520计算出的校正量来校正指令值,然后将校正了的指令值传递到马达控制部541至545。马达控制部541至545的功能相同,图5示出了本文的马达控制部541至545中的每个马达控制部的构造。
在图5中,在马达311至315的关节控制模式是位置控制的情况下,基于位置指令值和来自编码器331至335的值通过手指位置控制部546来执行反馈控制,并且输出手指位置的控制值。在马达311至315的关节控制模式是力控制的情况下,基于目标保持力和由力传感器341至343检测出的值通过保持力控制部547来执行反馈控制,并且输出保持力的控制值。
也就是说,即使在相同的工件被保持在由虚拟线S1和S2形成相同的角度并且由虚拟线S1和S3形成相同的角度的相同的相对姿态中的情况下,保持力根据位置控制和力控制哪个被选择而变化。
与保持力控制相关的值(例如位置指令值)、来自编码器331至335的值、目标保持力以及由上面描述的力传感器341至343检测到的值被称为与保持力相关的信息。关节控制模式切换部548由模拟开关或多路复用器构成,基于马达311至315的控制模式选择手指位置控制部546或保持力控制部547,并输出控制值。
图6是用于说明当通过使用上述控制功能来保持工件时发生的工件的位置偏差量的说明图。图6示出了对应于图3A的相对姿态的一个示例。在图6中,为手指3401的关节控制模式选择力控制模式,以及为手指3402和3403的关节控制模式选择位置控制模式。
图6的左侧图L示出了每个手指与工件接触的状态。工件由经受位置控制的手指3402和3403定位,并且通过将手指3401压靠在手指3402和3403上而通过任意的保持力保持工件。
然而,在每个手指容易弹性变形的情况下,当手指3401被压靠在手指3402和3403上以任意的保持力F保持工件时,由于所述保持力F,手指3402和3403翘曲由箭头指示的量ΔX,如图6的右侧图R所示。
因此,在手指3402和3403翘曲的右侧图R中,工件的中心位置从手指3402和3403没有翘曲的左侧图L中的位置移位ΔX的量。此外,由于ΔX表示从手指3402和3403的翘曲得到的偏差,所以ΔX不能由编码器检测,并且不能通过反馈控制进行校正。
此外,在如图3B和3C中所示的相对姿态发生改变的情况下,由经受力控制的手指施加保持力所沿的方向改变,并且即使当保持力相同时,偏差量也变会得不同。因此,对应于每个相对姿态的工件位置校正是必要的。
根据本示例性实施方案,为多种相对姿态中的每一个相对姿态计算由手指翘曲引起的用作保持目标对象的工件的位置偏差,并且基于计算结果的位置偏差量校正工件的位置。
稍后将描述的保持指令表511或611以及校正因子表512预先存储在诸如ROM 502或RAM 503的存储设备中,所述保持指令表511或611以及校正因子表512由针对各个手指设定的控制值、校正因子和保持目标对象的刚度因子等彼此关联的数据构成。根据这些表来估计由手指翘曲引起的工件的位置偏差量,并且计算用于校正位置偏差的校正量。然后,根据校正量来控制工件的位置。利用这种结构,可以校正由手指翘曲引起的工件的位置偏差。下面将详细描述使用保持指令表和校正因子表来校正工件的位置偏差的方法。
图7示出了根据本示例性实施方案的保持指令表的示例性配置。各种控制参数可以根据手300的控制规范与对应于可选择的保持指令的保持指令编号相关联地设置在图7的保持指令表511中。
图7的保持指令表511主要由手总体设置的字段6001和关节J1至J5的控制参数的字段6002构成。在保持指令表511中,对应于相应的保持指令编号设置包括针对相应的关节设定的关节控制模式、保持模式和控制参数的记录。控制参数包括位置指令值和力指令值。在手总体设置的字段6001中,关节控制模式和保持模式与相应的保持指令编号对应地存储。在控制参数的字段6002中,为手300的关节J1至J5中的每一个关节存储位置指令值或力指令值。
要注意的是,在例如下面将要描述的公式中以后缀描述的部分在后面的描述中或在附图中有时可以不带后缀地描述。
在图7中,在关节控制模式的字段中,存储描述手300的关节J1至J5是经由位置控制还是力控制的数据。在所述数据中,位置控制由P表示,力控制由F表示。在本示例性实施方案中,每个关节根据关节控制模式被分配P或F,并且P和F布置成与相应的马达编号对应。
在保持模式的字段中,设定表示外部保持或内部保持中的任一个的数据。外部保持是通过手300的多个手指保持工件的外侧的保持模式,内部保持是通过将手指插入到工件的凹部中使工件在其内侧被支撑的保持模式。为了便于说明,下面将描述外部保持的一个示例。
在用于关节J1至J5的控制参数的字段6002中,为P被设定作为关节控制模式的关节设定用于马达的位置指令值,为F被设定作为关节控制模式的关节设定力指令值。
作为用于每个马达的位置指令值,在关节是关节J1、J2或J3的情况下设定与保持冲程相对应的值。在这种情况下,值的单位为毫米(mm)。在关节是关节J4或J5的情况下,设定与保持角相对应的值。在这种情况下,值的单位为度(deg)。此外,作为用于每个关节的力指令值,设定与在每个手指的远端处产生的保持力相对应的值,并且该值的单位为牛(N)。在本示例性实施方案中,可以为关节J1、J2和J3设置位置指令值和力指令值。
在图7中,为受到位置控制的手指和受到力控制的手指分别存储指令值Xref和Fref,它们分别为校正前的位置指令值和力指令值。PPPPP的保持指令编号1对应于根据工件的尺寸和详细形状对所有关节J1至J5执行位置控制的情况。
另外,只有关节J1受到力控制的FPPPP的保持指令编号2对应于将关节J4和J5的角度设定为30°的保持控制。在只有关节J1受到力控制的FPPPP的保持指令编号2的保持控制中,用于关节J1的力指令值Fref1为10N,对于另外两个手指3402和3403用于关节J2和J3的位置指令值Xref2和Xref3为40mm。
图8示出了根据本示例性实施方案的校正因子表的一个示例性构造。在校正因子表512中,关节控制模式存储在字段7001中,保持模式存储在字段7002中,用于关节J4和J5的位置指令值存储在字段7003中,对应于设定的相应组合的校正因子a2、b2、a3和b3存储在字段7004中。
在本示例性实施方案中,手指3401和3402中的至少一者经受力控制,其他两个或一个手指经受位置控制。此外,图8的校正因子表512存储校正因子a2、b2、a3和b3,这些校正因子用于通过使用例如稍后将描述的公式(2)至(4)计算位置偏差量ΔX。校正因子的附图标记中的a或b的第一后缀对应于手指3401至3403的附图标记末尾的编号。
此外,通过校准或实验预先获得在图8的校正因子表512中设定的校正因子a2、b2、a3和b3的值a21至a24、b21至b24、a31至a36以及b31至b36。为了方便起见,校正因子a或b的第二后缀对应于数据编号,所述数据编号被设定为根据表中的排列顺序增加。
校正因子a2、b2、a3和b3的值a21至a24、b21至b24、a31至a36以及b31至b36可以通过以下校准方法获得。即,在关节控制模式、保持模式和用于关节J4和J5的位置指令值的相应情况之间划分校正因子。然后,对于每种情况,在将被用于组装的保持力的范围内对于若干保持力测量由保持标准工件引起的翘曲量,并且通过使用例如最小二乘法计算校正因子来获得用于每种情况的校正因子a2、b2、a3和b3,其中,所述校正因子使得所得到的校正量能够消除在每种情况中产生的翘曲量。
图9示出了根据本示例性实施方案的校正量计算部520的功能构造。在图9中,校正量计算部520由校正因子选择部521和校正量计算部522构成。校正因子选择部521基于图7中所示的保持指令表511提取与保持指令编号对应的关节控制模式、保持模式、以及位用于关节J1至J5的置指令值Xref或力指令值Fref。
接下来,基于提取的关节控制模式、保持模式和用于关节J1至J5的位置指令值或力指令值以及图8中所示的校正因子表512来选择对应的校正因子。校正量计算部522基于由校正因子选择部521选择的校正因子表512的校正因子和保持指令表511的力指令值计算每个手指的翘曲的校正量ΔX。
图10示出了如何控制图3中所示的手指3401至3403的相对姿态。在本示例性实施方案中,准备了用于由手300保持的形状不同的三种工件。这些工件分别由字段5001中的Wa、Wb和Wc表示。在图10中,对于字段5001中所示的每种工件,在字段5002、5003和5004中分别示出了关节控制模式、保持模式和控制方式。
要注意的是,在字段5004中的控制方式的简化图示中,图示中的水平方向对应于图3的Y轴方向,竖直方向对应于图3的X轴方向。此外,在字段5004中的控制方式的图示中,对于每种工件,以黑色示出经受力控制的手指,以白色示出经受位置控制的手指。
工件W1a是矩形对象,并且通过手300的处于三指相对姿态的手指3401至3403经由外部保持保持,在所述三指相对姿态中,关节J4和J5的角度均为90°。在这种情况下,手指3401经受力控制,并且因此关节控制模式被设定为FPPPP。
工件W1b是圆柱形或球形工件,其为具有圆形截面的对象,并且通过手300的处于三指均等分布姿态的手指3401至3403经由外部保持保持,在所述三指均等分布姿态中,关节J4和J5的角度均为30°。在这种情况下,手指3401经受力控制,并且因此关节控制模式被设定为FPPPP。
此外,工件W1c是矩形对象,并且通过手300的处于两指相对姿态的手指3402和3403经由外部保持保持,在所述两指相对姿态中,关节J4和J5的角度均为0°。在这种情况下,手指3402经受力控制,并且因此关节控制模式被设定为PFPPP。
将描述通过手控制装置500或臂控制装置400校正由对应于相对姿态的控制的手指的翘曲引起的工件的位置偏差的控制方法。关于该控制,图11示出了根据本示例性实施方案的手控制装置500和臂控制装置400的详细框图。
图12是示出用于通过校正量计算部520校正被保持的工件的位置的流程的流程图。在图11和图12中,手控制装置500首先在步骤S10中通过校正量计算部520由保持指令表511的力指令值和校正因子表512的校正因子计算翘曲校正量。此时,可以使用由每个手指的力传感器检测出的值进行计算。通过诸如由公式(2)至(4)表示的算术运算来计算校正量或翘曲量。在公式中,第i手指的校正量由ΔXrefi(i=2或3)表示。
接下来,在步骤S20中,手指令值生成部530将位置指令值X'refi传递给相应的马达控制部541至545,该位置指令值通过基于校正量ΔXrefi(i=2或3)经由诸如下面的公式(1)所表示的算术运算来校正位置指令值Xrefi获得。此外,臂指令值生成部430可以对计算出的校正量加和,将加和量转换为手300的公共坐标系中的工件的位置偏差量,并将位置偏差量传递给臂位置控制部446。
X'refi=Xrefi+△Xrefi (1)
在上述公式(1)中,Xrefi表示对经受位置控制的第i手指进行校正之前的位置指令值。位置校正值ΔXrefi对应于图7所示的指令值。
接下来,在步骤S30中,马达控制部541至545使手300基于上述指令值X'refi进行操作。此时,可以通过使臂主体200操作来进行校正。
将参考图13更详细地描述步骤S10。首先,在步骤S11中,校正因子选择部521参考图8的校正因子表512选择校正因子。例如,在图8的校正因子表512的情况中,在保持工件Wa的情况下,为校正因子a2、b2、a3和b3相应地选择值a21、b21、a31和b31。
类似地,在保持工件Wb的情况下,为校正因子a2、b2、a3和b3相应地选择值a22、b22、a32和b32,以及在保持工件Wc的情况下,为校正因子a3和b3相应地选择值a35和b35。
接下来,在步骤S12中,通过校正量计算部522由校正因子和保持力计算校正量。例如,在保持工件Wa的情况下,通过使用例如下式(2)来计算校正量ΔXref2和ΔXref3。
△Xref2=a21Fref1+b21
△Xref3=a31Fref1+b31 (2)
Fref1表示在手指3401中产生的保持力的指令值。此时,可以使用由力传感器341检测的值作为Fref1的值。在公式中,ΔXref2和ΔXref3分别表示用于手指3402和3403的校正量。
要注意的是,表示位置指令值及其校正量的Xref和ΔXref是当保持工件时在每个手指移动所沿的方向(即在手指彼此接近所沿的方向)上的位移量。由这些位置指令值确定当由手指或臂主体200移动工件时工件的位移量。
这里,在保持工件Wb的情况下,通过使用例如下面的公式(3)来计算校正量ΔXref2和ΔXref3。
△Xref2=a22Fref1+b22
△Xref3=a32Fref1+b32 (3)
类似地,在保持工件Wc的情况下,通过使用公式(4)来计算校正量ΔXref3。在公式(4)中,Fref2表示在手指3402中产生的保持力的指令值。此时,可以使用由力传感器342检测的值作为Fref2的值。
△Xref3=a36Fref2+b36 (4)
在上面描述的保持控制中,虽然工件Wa和Wb二者都被三个手指保持,但是在保持工件Wa的情况与保持工件Wb的情况之间,关节J4和J5的角度是不同的。因此,即使在以相同的保持力保持工件Wa和Wb的情况下,在保持工件Wa的情况与保持工件Wb的情况之间,手指3402和3403的翘曲不同。因此,从校正因子表512中读出校正因子a2、b2、a3和b3的不同值,并如上所述地使用这些值。利用这种构造,可以根据手指3401至3403的相对姿态适当地校正工件的位置。
以这种方式,根据本示例性实施方案的保持装置,可以执行包括如上所述的这种翘曲校正的保持控制。因此,即使在关节J4和J5的枢转姿态不同并且工件被保持在如图3A至3C所示的多种相对姿态中的情况下,也可以以高精度校正工件的位置,并且因此可以大大提高工件的定位精度。
此外,校正量可以传递到臂控制装置400,并且可以通过使用臂主体200来校正工件的位置偏差。此外,用于力检测的力传感器的数量不受限制,只要一力传感器被设置用于实际用于保持手指中的至少一个手指即可,并且例如,不必为所有手指提供力传感器。因此,硬件构造可以简单而便宜。此外,不需要复杂的控制程序(例如根据所有手指的力控制状态来确定位置控制量的程序),并且可以执行快速和敏感的手控制。
尽管已经省略了对内部保持的描述,但是由于减速齿轮321至325典型地具有间隙,所以即使当工件由相同的保持力保持时,在外部保持的情况与内部保持的情况之间也存在指尖的翘曲量不同的可能性。然而,在本示例性实施方案的手控制装置500中,在校正因子表512中对于诸如外部保持和内部保持的不同保持模式存储不同的校正因子。
因此,即使在手300的关节J1至J5具有间隙的情况下也能够以高精度校正工件的位置,并且因此能够提高工件的定位精度。例如,在以10N的保持力保持工件和指尖的每个手指的驱动系统的刚度因子为50N/mm的情况下,指尖的翘曲量为约10N/(50N/mm)=0.2mm。通过使用本示例性实施方案的翘曲校正,可以将工件的定位精度提高约0.2mm。
如上所述,根据本示例性实施方案,可以通过计算从由保持力导致的手指翘曲得到的被保持的工件的位置偏差以及通过由手300或臂200校正位置偏差来高精度地校正工件的位置,并能够提高工件的定位精度。根据本示例性实施方案,通过适当地提前建立校正因子表512,可以根据手的机械规范以高精度来校正工件的位置。例如,即使在例如手为了处理小工件而具有薄且长的尖端或手为了保护工件而具有高弹性的尖端的情况下,也可以根据手的构造适当地且高精度地校正工件的位置。这意味着即使对于施加扭矩时其轴倾向于扭曲的波形齿轮被用作减速齿轮的手,也可以根据构造适当地且高精度地校正工件的位置。此外,对于配备其本身需要通过指尖的保持力翘曲以检测保持力的力传感器的手,也可以预期类似的效果,。
此外,在实际产品或部件的生产线中,希望装配中的手的手指的位置指令值Xref改变以缩短装配过程的周期时间的情况。根据本示例性实施方案,即使在已经发生这种改变的情况下,也可以保持工件而不降低工件的定位精度。
此外,可以构造这样的生产线,在所述生产线中,可以通过使用上述示例性实施方式中所示的具有机械臂的手保持用作目标对象的工件来装配工业产品或其一部分。在这种情况下,根据本示例性实施方案,可以大大提高工件的位置精度,并且可以自动地执行快速且高精度地装配产品或部件的操作。
第二示例性实施方案
在上述第一示例性实施方案中,未考虑诸如待保持的工件的刚度或弹性的情况,并且假定工件不会由于保持力而变形并且工件具有预定尺寸并且没有偏离预定尺寸。然而,本发明可以在用作保持目标对象的工件通过用作保持装置的手的保持力而变形以及工件的尺寸可能偏离预定尺寸的情况下实现。
在第二示例性实施方案中,作为示例描述了一种保持控制,在所述保持控制中,通过使用工件的刚度因子来校正用作保持目标对象的工件的位置。第二示例性实施方案可以在工件的尺寸在公差范围内在保持方向上变化的情况中实现,并且期望工件定位在预定位置,例如手的中心位置。
图14以与图10类似的方式示出了根据第二示例性实施方案的工件的保持控制的一个示例。作为第二示例性实施方案,下面将描述保持图14所示的工件W1d的情况的保持控制。在下文中,将图解或描述与硬件和控制系统有关的不同部件,并且假设相似的部件可以以与第一示例性实施方案类似的方式被配置和起作用,将省略与第一示例性实施方案类似的部件的详细描述。
另外,在下面的描述中,相同或相似的附图标记用于与第一示例性实施方案相同或相似的组件或控制功能。特别地,关于手300和臂主体200的关节、力传感器等的放置的硬件构造类似于图1和图2所示的第一示例性实施方案的硬件构造。
工件W1d由手300的处于两指相对姿态的手指3402和3403保持,在所述两指相对姿态中,关节J4和J5的角度均为0°,手指3402经受力控制。因此,PFPPP被选择作为字段5002的关节控制模式,并且字段5003的保持模式是外部保持。如控制方式的字段5004所示,工件W1d由两个手指保持。工件W1d在两根或三根手指保持所述工件W1d所沿的方向上具有尺寸变化。此外,在本示例性实施方案中,工件W1d不是刚体,并且具有弹簧特性和在字段5005中指示的10N/mm的刚度因子。
在本示例性实施方案中,类似于第一示例性实施方案使用机器人系统100。机器人系统100包括臂主体200、手300、臂控制装置400和手控制装置500。
与第一示例性实施方案的不同之处在于手控制装置500和工件W1d。下面将描述与第一示例性实施方案不同的手控制装置500和工件W1d。类似于第一示例性实施方案,手控制装置500由例如图1所示的CPU 501、ROM 502、RAM 503、通用信号接口504和手马达驱动器505构成。与第一示例性实施方案的不同之处在于,存储在ROM 502和RAM 503中的信息。ROM502存储用于手300的控制程序,所述控制程序根据稍后将描述的第二示例性实施方案实现翘曲校正。此外,RAM 503存储校正因子表512和图15的保持指令表611。
在本示例性实施方案中,保持指令表611配置为如图15所示。图15以与图7中所示的第一示例性实施方案的保持指令表511类似的方式示出了保持指令表611。保持指令表611具有这样的构造,在所述构造中,除了图7的保持指令表511的内容,还将用作工件信息的工件W1d的刚度因子的字段作为最右字段添加到用于关节J1至J5的控制参数的字段6002。
如上所述,在图15中,上述10N/mm的值被存储在刚度因子的字段中作为在保持指令编号2的保持控制中待被保持的工件W1d的刚度因子。特别地,在保持指令编号2的保持控制中,关节J1、J3、J4和J5分别经受值为0mm、50mm、0deg和0deg的位置控制,关节J2经受值为10N的力控制,并且工件W1d经由外部保持被保持。
类似于图4中所示的第一示例性实施方案的手控制装置500,手控制装置500的控制元件包括校正量计算部520、手指令值生成部530、马达控制部541至545以及手马达驱动器505。与第一示例性实施方案的不同之处在于校正量计算部520。在手300经由力控制保持工件W1d的情况下,第二示例性实施方案的校正量计算部520在稍后将描述的算术运算中使用被保持的工件W1d的刚度因子。详细说明如下。
校正量计算部520由类似于第一示例性实施方案的图9的校正因子选择部521和校正量计算部522构成。校正因子选择部521类似于第一示例性实施方案。本示例性实施方案的校正量计算部522通过使用由校正因子选择部521选择的校正因子、保持指令表611中的力指令值或由力传感器341至343检测的保持力的值、以及工件W1d的刚度因子来计算被保持的工件W1d的位置的校正量。
将描述在本示例性实施方案中由手控制装置500执行的用于保持工件W1d的保持控制。作为前提条件,工件W1d的定位在工件W1d的保持方向上的中心位置处进行。
由上述手控制装置500执行翘曲矫正的程序类似于第一示例性实施方案的图12。然而,图12中所示的步骤S10的算术运算与第一示例性实施方案不同,并且下面将参考图16描述步骤S10的算术运算。
在图16中,在步骤S13中,基于校正因子表512由校正因子选择部521选择校正因子。例如,在保持工件W1d的情况下,为校正因子a3、b3选择值a35、b35。
在如图14中所示由手300的手指3402和3403保持工件W1d的情况下,工件W1d的刚度的影响在手指3402和3403接触并保持工件W1d之前和之后是不同的。
因此,在如本示例性实施方案中考虑到工件的刚度的保持控制中,如在步骤S14中,确定手指3402和3403接触并保持工件W1d的保持状态是否已被建立。在确定保持状态尚未建立的情况下,通过使用刚度信息来执行位置的校正控制。在确定保持状态已经建立的情况下,通过使用工件W1d的实际尺寸而不使用刚度信息来执行位置的校正控制。
通过校正量计算部522,通过例如监测力传感器342的输出值(即保持力的变化),可以在步骤S14中确定是否已经建立了工件W1d的保持状态。例如,虽然外力在保持之前未施加到力传感器342,但是力传感器342开始输出对应于手指3402和3403与工件W1d接触的时间点的外力的检测值。如上所述,根据力传感器342的输出的这种变化可以确定是否已经建立了工件W1d的保持状态。然而,可以替代性地根据例如用作手指的驱动源的马达311至315的驱动量的变化(例如马达312的驱动电流值)或由编码器检测的手指3402和3403的位移量或相对位移量来替代地确定是否已经建立了工件W1d的保持状态。
在根据力传感器342的输出变化在步骤S14中确定是否已经建立了工件W1d的保持状态的情况下,执行以下算术运算。例如,在F2表示力传感器342的当前检测值的情况下,通过进行由公式(5)的不等式表示的这种确定来实现步骤S14。
|F2|<2ε (5)
在上述公式(5)中,ε表示力传感器342的最小力分辨率。在满足公式(5)的情况下,确定保持状态尚未建立,并且处理进行到步骤S15。在不满足公式(5)的情况下,确定保持状态已经建立,并且处理进行到步骤S16。
在步骤S14中已经满足公式(5)并且处理已经进行到步骤S15的情况下,手300处于保持工件W1d之前的状态。在这种情况下,通过校正量计算部522由校正因子a3、b3以及工件W1d的刚度因子和指示保持指令表611的保持力的力指令值Fref来计算校正量。在这种保持工件W1d的情况下,通过例如下面的公式(6)计算校正量。
ΔXref3表示手指3403的校正量,Fref2表示将在手指3402中产生的保持力,Kw表示工件的刚度因子。由力传感器342检测的值也可以用作Fref2。根据上述公式(6),手控制装置500或臂控制装置400可以考虑工件W1d的翘曲ΔXref2进行位置校正。利用这种构造,可以在刚要进行保持的状态下在保持方向上的中心位置处进行工件W1d的定位。
相反,在在步骤S14中尚未满足公式(5)并且因此已经确定保持状态已经建立并且处理已经进行到步骤S16的情况下,通过校正量计算部522由校正因子a3和b3以及力传感器342的当前输出值(即,感测的力值)计算校正量。在这种保持工件W1d的情况下,通过例如下式(7)计算校正量。
ΔXref3表示经受位置控制的手指3403的校正量,F2表示力传感器342的输出值,X2表示手指3402的位置信息的当前值,X3表示手指3403的位置信息的当前值。手指3402和3403的位置信息的当前值X2和X3可以从例如编码器332和333的值或减速齿轮322和323的减速比计算。
根据上述公式(7),工件W1d的宽度的实际偏差可以从编码器332和333的值估计为(X2-X3)/2,并且工件W1d的位置可以被校正到工件W1d应该被保持的位置。利用这种结构,即使在工件W1d的尺寸包含公差的情况下,手300也可以在保持工件W1d的同时将工件W1d定位在工件W1d的在保持方向上的中心位置处。
根据本示例性实施方案,在例如通过10N的保持力保持工件W1d并且手指驱动部分在指尖处的刚度因子为50N/mm的情况下,指尖的翘曲量为10N/(50N/mm)=0.2mm。此外,在工件W1d在保持方向上的尺寸变化为±0.06mm的情况下,通过使用本示例性实施方案的翘曲校正,工件W1d的定位精度可以提高约0.2mm+0.06/2mm=0.23mm。
如上所述,根据本示例性实施方案的保持控制,可以通过使用工件的刚度信息来执行用于校正工件的位置的校正计算。因此,即使在工件由于保持力而变形并且工件的尺寸可能变化的情况下,也可以通过校正手的手指的位置来校正由保持力引起的手指翘曲,可以高精度地控制工件的位置,并且从而可以提高工件的定位精度。
上述第一示例性实施方案和第二示例性实施方案中的翘曲校正的控制程序由例如手控制装置500来执行。此外,臂主体200也可以用于驱动校正位置的控制。因此,存储实现上述功能的软件程序的记录介质可以提供给手控制装置500,并且由此功能可以由读取和执行存储在记录介质中的程序的手控制装置500的CPU 501来实现。在这种情况下,从记录介质读出的程序本身实现了上述示例性实施方案的功能,并且程序本身和存储程序的记录介质构成了本发明。然而,在臂控制装置400被配置成也控制手300的情况下,上述保持控制可以由臂控制装置400执行。在这种情况下,用于执行上述保持控制的控制程序可以被实现作为用于臂控制装置400的控制程序的一部分。
此外,虽然在上述示例性实施方案中已经描述了ROM 502或RAM 503用作计算机可读记录介质并且程序存储在ROM 502或RAM 503中的情况,但是本发明不限于这些示例性实施方案。用于实现本发明的程序可以存储在任何计算机可读记录介质中。例如,硬盘驱动器:HDD、外部存储设备、记录盘等可以用作提供程序的记录介质。
本发明可以经由通过以下方式执行的处理实现,所述方式为:经由网络或记录介质将实现上述示例性实施方案的一个或多个功能的程序提供给系统或装置,以及由系统或装置中的计算机的一个或多个处理器读出并执行该程序。此外,本发明可以通过电路实现,例如专用集成电路:ASIC,其实现一个或多个功能。
此外,尽管在第一和第二示例性实施方案中由马达314和315使手指3402和3403独立地枢转,但是手指3402和3403可以通过使用致动器以同步的方式由单个驱动源驱动。下面将详细描述该示例性实施方案。
图17示出了手3000的示意性构造。手3000包括马达416、编码器456和传动设备149。编码器456检测马达416的旋转角度,传动设备149将马达416的旋转驱动力在手指3402和3403的枢转轴211和212之间分配。
手3000还包括分别与枢转轴211和212联接的多个波齿轮减速器145A和145B,枢转轴211和212分别与手指3402和3403联接。传动设备149将用作旋转驱动源的马达416的输出传动到波齿轮减速器145A和145B。
传动设备149包括例如齿轮142、143A、143B、144A和144B。齿轮142联接马达416的输出轴,齿轮144A和144B分别联接波齿轮减速器145A和145B的输入轴,齿轮143A和143B是设置在齿轮142和齿轮144A及144B之间的中间齿轮。尽管在本示例性实施方案中这些齿轮是正齿轮,但是传动设备149可以由例如滑轮和带组成,并且蜗轮可以用于齿轮的一部分。
此外,在传动设备149中,马达416的旋转驱动力从与马达416的输出轴联接的齿轮142经由中间齿轮143B传递到与波齿轮减速器145B的输入轴联接的齿轮144B。此外,旋转驱动力经由中间齿轮143A从中间齿轮143B传动到与波齿轮减速器145A的输入轴联接的齿轮144A。为了实现本示例性实施方案的手指的枢转控制,中间齿轮143A和143B之间的齿数优选相同。利用这种结构,马达141与波齿轮减速器145A的齿轮比以及马达141与波齿轮减速器145B的齿轮比相同,并且其旋转驱动方向彼此相反。
此外,在手3000的手指的枢转机构中,在对应于传动设备149中的传动的后部部分的位置处为相应的手指3402和3403设置波齿轮减速器145A和145B。因此,即使在由于传动设备中的齿轮或带中存在间隙或延伸而出现误差的情况下,也可以大大减少在手指3402和3403的枢转轴211和212的传动中产生的角度误差。同样适用于在传动设备149中使用链的情况。理论上,在传动到手指3402和3403的枢转轴211和212中传动设备149中出现的角度误差可以减小到1/波齿轮减速器的减速比。
也可以采用这样的构造,在所述构造中,以上述方式枢转的两个手指3402和3403通过使用致动器由单个驱动源驱动,并且波齿轮减速器用于手指的传动轴。
其他实施方案
本发明的实施方案还可以通过系统或装置的计算机和由系统或装置的计算机执行的方法来实现,所述计算机读出并执行记录在存储介质(其也可以更全面地称为“非暂态计算机可读存储介质”)上的计算机可执行指令(例如,一个或多个程序)以执行上述实施方案中的一个或多个实施方案的功能和/或所述计算机包括一个或多个电路(例如专用集成电路(ASIC))以执行上述实施方案中的一个或多个实施方案的功能,所述方法通过例如从存储介质中读出并执行计算机可执行指令来执行上述实施方案中的一个或多个实施方案的功能和/或通过控制一个或多个电路来执行上述实施方案中的一个或多个实施方案的功能来实现。计算机可以包括一个或多个处理器(例如,中央处理单元(CPU),微处理单元(MPU)),并且可以包括单独计算机或单独处理器的网络来读出并执行计算机可执行指令。计算机可执行指令可以例如从网络或存储介质提供给计算机。存储介质可以包括例如硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、分布式计算系统的存储器、光盘(诸如压缩盘(CD)、数字通用盘(DVD)或蓝光盘(BD)TM)、闪存设备和存储卡等中的一种或多种。
虽然已经参考示例性实施方案描述了本发明,但是应当理解,本发明不限于所公开的示例性实施方案。所附权利要求的范围将被赋予最广泛的解释,以便包含所有这些修改和等效的结构和功能。
Claims (19)
1.一种控制保持装置的方法,所述保持装置配置成通过处于多种相对姿态的多个手指来保持多种目标对象,所述方法包括:
基于用于目标对象的处于一相对姿态的这些手指的保持力的信息,计算由这些手指保持的目标对象的位置偏差量;以及
基于在所述计算中计算出的位置偏差量来校正由这些手指保持的目标对象的位置。
2.根据权利要求1所述的控制保持装置的方法,其中,在所述计算中,基于相对姿态的控制信息、与保持力相关的信息以及目标对象的刚度信息计算由这些手指保持的目标对象的位置偏差量,对于所述多种相对姿态中的每一相对姿态,在存储器中存储所述控制信息,并且对于所述多种目标对象中的每一目标对象,存储所述刚度信息。
3.根据权利要求2所述的控制保持装置的方法,其中,所述控制信息包括基于与所述多种相对姿态中的一种相对姿态对应的校正因子的计算公式。
4.根据权利要求1至权利要求3中任一项所述的控制保持装置的方法,
其中,所述保持装置包括力传感器,所述力传感器配置成检测施加到这些手指中的至少一个手指的力,以及
其中,在所述计算中,通过使用由力传感器检测的值来计算由这些手指保持的目标对象的位置偏差量。
5.根据权利要求1至权利要求3中任一项所述的控制保持装置的方法,其中,在所述计算中,计算由于用于保持目标对象的保持力而发生的手指的翘曲引起的目标对象的位置偏差量。
6.一种保持装置,所述保持装置配置成通过处于多种相对姿态的多个手指保持多种目标对象,所述保持装置包括:
计算部,所述计算部配置成基于与用于目标对象的处于相对姿态的这些手指的保持力相关的信息,计算由这些手指保持的目标对象的位置偏差量;以及
校正部,所述校正部配置成基于由所述计算部计算出的位置偏差量来校正由这些手指保持的目标对象的位置。
7.根据权利要求6所述的保持装置,其中,所述计算部基于相对姿态的控制信息、与保持力相关的信息以及目标对象的刚度信息计算由这些手指保持的目标对象的位置偏差量,对于所述多种相对姿态中的每一姿态,在存储器中存储所述控制信息,并且对于所述多种目标对象中的每一目标对象,存储所述刚度信息。
8.根据权利要求7所述的保持装置,其中,所述控制信息包括基于与所述多种相对姿态中的一种相对姿态对应的校正因子的计算公式。
9.根据权利要求6至权利要求8中任一项所述的保持装置,其还包括:
力传感器,所述力传感器配置成检测保持力,以及
其中,所述计算部通过使用由力传感器检测作为保持力的值来计算由这些手指保持的目标对象的位置偏差量。
10.一种机器人装置,所述机器人装置包括机械臂,所述机械臂设置有根据权利要求6至权利要求8中任一项所述的保持装置,其中通过控制所述机械臂的位置姿态来校正由这些手指保持的目标对象的位置偏差。
11.一种保持装置,所述保持装置配置成保持多种目标对象,所述保持装置包括:
各自包括接触部分的至少三个手指,所述接触部分配置成与目标对象接触;
接触部移动机构,所述接触部移动机构被配置成独立地移动所述接触部分中的每个接触部分;
枢转机构,所述枢转机构配置成通过使所述三个手指中的两个手指枢转来改变所述两个手指的接触部分的移动方向;以及
控制部,所述控制部被配置成控制所述接触部分移动机构和所述枢转机构,
其中,所述控制部被配置成通过根据目标对象控制所述接触部分移动机构和所述枢转机构来执行第一保持和第二保持,在所述第一保持中,三个手指的接触部分与目标对象接触,在所述第二保持中,仅有被配置成由枢转机构枢转的两个手指的接触部分与目标对象接触。
12.根据权利要求11所述的保持装置,其中,在所述第二保持中,所述枢转机构使所述两个手指枢转,使得所述两个手指中的一个手指的接触部分与所述两个手指中的另一手指的接触部分相对。
13.根据权利要求11或权利要求12所述的保持装置,其中,所述枢转机构通过使用单个驱动源使所述两个手指以同步的方式枢转。
14.根据权利要求11或权利要求12所述的保持装置,其中,在所述枢转机构中,在所述单个驱动源和分别与所述两个手指联接的两个枢转轴之间设置两个波齿轮减速器。
15.根据权利要求11或权利要求12所述的保持装置,
其中,所述接触部分各自包括平坦表面,以及
其中,所述接触部分移动机构使所述接触部分移动,使得所述平坦表面基本上彼此平行。
16.一种机器人装置,所述机器人装置包含机械臂,所述机械臂设置有设置有根据权利要求11或权利要求12所述的保持装置。
17.一种控制保持装置的方法,所述保持装置包括至少三个手指并且被配置成保持多种目标对象,所述方法包括:
通过独立地移动所述三个手指的接触部分并使所述三个手指中的两个手指枢转来实现多种相对姿态,
其中,在所述实现中,执行第一保持或第二保持,在所述第一保持中,所述三个手指的接触部分与目标对象接触,在所述第二保持中,仅有被配置成能被枢转的两个手指的接触部分与目标对象接触。
18.根据权利要求17所述的控制保持装置的方法,其中,在所述第二保持中,使得所述两个手指枢转以使得所述两个手指中的一个手指的接触部分与所述两个手指中的另一手指的接触部分相对。
19.根据权利要求17或权利要求18所述的控制保持装置的方法,其中,通过使用单个驱动源使所述两个手指以同步的方式枢转。
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