CN111037553A - 控制装置 - Google Patents

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Abstract

控制装置具备机器人和控制单元，该机器人具备臂、驱动部、末端执行器、第一检测部、第二检测部。所述控制单元作为第三检测部、计算部、控制部起作用。所述第三检测部检测所述末端执行器抓持的抓持对象物的滑动方向。所述计算部计算利用所述第三检测部检测到的滑动方向和重力的反方向之间的角度。所述控制部使对抓持对象物进行抓持的所述末端执行器转动利用所述计算部计算出的角度，以使利用所述第三检测部检测到的滑动方向朝向重力的反方向。根据该控制装置，能够在不使末端执行器的抓持扭矩增加的情况下，减少抓持对象物(工件)滑落。

Description

控制装置
技术领域
本发明涉及一种控制对抓持对象物进行抓持的臂的控制装置。
背景技术
一般的机器人控制系统具备：臂，其抓持作为抓持对象物的工件；控制装置，其对臂进行控制。例如，控制装置通过对臂进行控制，从而进行如下的拣放动作：利用安装在臂的前端部的末端执行器(例如，具有指部的手、或具有爪部的夹子)对工件进行抓持(拣选)，并将该工件移送并放置到目的位置(放置)。
发明内容
然而，在利用臂的前端部的末端执行器对工件进行抓持的情况下，被抓持的工件存在因工件的形状、表面的状态等而滑落的情况。因此，在上述一般的控制装置中，将检测抓持的工件的滑动的滑动传感器设于末端执行器，当利用滑动传感器检测到工件的滑动时，使末端执行器的抓持扭矩(抓持力)增加，以减少工件滑落。
然而，在上述一般的控制装置中，当利用滑动传感器检测到工件的滑动时，由于使末端执行器的抓持力增加，因此存在由抓持力的增加导致工件破损的风险。因此，工件的对象范围被限制。另外，因抓持力的增加，导致耗电量增加，无法实现省电化。
本发明为鉴于上述情况作出的发明，其目的在于，在不使末端执行器的抓持扭矩增加的情况下，减少抓持对象物(工件)滑落，通过扩大抓持对象物的对象范围，从而使坚固性提高。
本发明的一个方面所涉及的控制装置是控制机器人的动作的控制装置，其具备机器人、第三检测部、计算部、控制部。所述机器人具备臂、驱动部、末端执行器、第一检测部、第二检测部。所述臂具有多个关节，在立体空间可自如移动。所述驱动部设于各个所述多个关节，以驱动所述关节。所述末端执行器设于所述臂的前端部，对抓持对象物进行抓持。所述第一检测部检测所述末端执行器的位置。所述第二检测部检测所述末端执行器对抓持对象物进行抓持的扭矩。所述第三检测部检测所述末端执行器抓持的抓持对象物的滑动方向。所述计算部计算利用所述第三检测部检测到的滑动方向和重力的反方向之间的角度。所述控制部使对抓持对象物进行抓持的所述末端执行器转动利用所述计算部计算出的角度，以使利用所述第三检测部检测到的滑动方向朝向重力的反方向。
根据本发明，控制部使对抓持对象物进行抓持的末端执行器转动利用计算部计算出的角度，以使利用第三检测部检测到的滑动方向朝向重力的反方向，因此能够在末端执行器转动后的状态下，使末端执行器抓持的抓持对象物的滑动方向的力与重力对抗，从而能够设为消除了抓持对象物的滑动的状态。由此，能够在不使末端执行器的抓持扭矩增加的情况下，减少抓持对象物滑落。因此，能够扩大抓持对象物的对象范围，从而能够使坚固性提高。
附图说明
图1是概要地示出构成本发明的一种实施方式所涉及的机器人控制系统的控制装置的主要内部结构的功能框图。
图2是示意性地示出成为控制的对象的机器人的外观图。
图3是示出利用控制装置的控制单元进行的处理动作的一个例子的流程图。
图4是示出图3之后的处理动作的一个例子的流程图。
图5A是示出滑动运算部进行的工件的滑动方向的计算例的图。
图5B是示出各滑动向量和合成向量的关系的图。
图5C是示出使夹子转动利用计算部计算出的转动角度的状态的图。
图6是示意性地示出变形例中的机器人的外观图。
图7A是示出滑动运算部进行的工件的滑动方向的计算例的图。
图7B是示出各滑动向量和合成向量的关系的图。
图7C是示出使夹子转动利用计算部计算出的转动角度的状态的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的一种实施方式所涉及的控制装置进行说明。图1是概要地示出构成一种实施方式所涉及的机器人控制系统的控制装置的主要内部结构的功能框图。图2是示意性地示出成为控制的对象的机器人的外观图。
机器人控制系统1包含以下部分而构成：机器人10、对机器人10的动作进行控制的控制装置(机器人控制装置)20。
如图2所示，机器人10具备臂(机器人臂)11，其利用带有与人类的手腕相同的运动功能的机械手在立体空间可自如移动，臂11的基部固定于台座14。臂11具有多个关节12A至12E(以下，统称为“关节12”)和连接关节12的彼此的连杆13A至13D。
另外，臂11在其前端15可转动地设有末端执行器。具体地，在设于臂11的前端部15的转动机构18(例如，步进马达)上，安装有末端执行器。
在图2中，作为末端执行器，安装有夹子41，其具有平行地配置的两个爪部41A、41B。夹子41例如用于对载置于工作台43的工件(抓持对象物)42进行抓持，并用于将工件42运送到任意的地点。在图2中，转动机构18用于将X-Y平面(水平面)内的Y轴方向作为转动轴18A，夹子41在该转动轴位于工件42的中心的状态下可转动。由此，能够利用作用于工件42的离心力来抑制该工作42滑动而脱落。此外，转动机构18优选为其转动轴设为位于工件42的中心的状态，但转动机构18的旋转轴也可以设为位于远离工件42的中心的该工件42的状态。
另外，在夹子41中，内置有通过空气压驱动爪部41A、41B的爪部驱动部41C(例如，气缸)。
另外，在夹子41上，设有用于检测对工件42进行抓持的抓持扭矩(也就是说，通过爪部41A、41B的抓持力)的第二检测部(扭矩检测部)41D。作为第二检测部41D，例如可列举扭矩传感器。
另外，在夹子41的爪部41A、41B中的朝向工件42的面侧，各自设有已知的滑动传感器41F。通过该滑动传感器41F，能够检测供夹子41的爪部41A、41B抓持的工件42的滑动。具体地，爪部41A的滑动传感器41F以及爪部41B的滑动传感器41F能够各自检测滑动量和其滑动方向，各滑动传感器41F的检测信号经由机器人10输出到控制装置20。
另外，在夹子41上，设有加速度传感器41G。通过该加速度传感器41G，能够进行重力方向的检测。
机器人10具备各自设于关节12的、驱动关节12的驱动部(关节驱动部)16A至16E(以下，也统称为“驱动部16”)、各自设于关节12的、检测关节12的角度的关节角检测部17A至17E(以下，也统称为“关节角检测部17”)、设于机器人10的上方的照相机19。此外，作为驱动部16以及关节角检测部17，例如可列举马达、编码器。
另外，关节角检测部17是权利要求书中的第一检测部(位置检测部)的一个例子。臂11的前端部15的位置能够从关节12A至12E所有的角度推断。此外，对机器人10的整体进行摄影的照相机19也能够作为上述第一检测部而使用。
控制装置20具备控制单元21、操作部22、显示部23、存储部24、外部接口部(外部I/F)25。
操作部22由键盘、鼠标、触摸面板等构成，将命令和字符输入到控制单元21，并操作显示单元23的画面上的指针。显示部23显示来自控制单元21的响应和数据结果。操作部22例如用于臂11的前端部15的目标到达位置(例如，放置作为抓持对象物的工件42的位置)的指示输入。
存储部24是HDD(硬盘驱动器(Hard Disk Drive))等存储装置，存储控制装置20的动作所需的程序和数据，包括控制参数存储部243。
控制参照存储部243存储在拣选动作、后述的转动动作、放置动作中使用的控制参数。
外部接口部25用于与外部装置连接，控制装置20经由外部接口部25，与构成机器人10的驱动部16.关节角检测部17、转动机构18以及照相机19连接，进一步地，经由机器人10，与爪部驱动部41C、第二检测部41D、滑动传感器41F以及加速度传感器41G连接。
控制单元21包含处理器、RAM(随机存取存储器(Random Access Memory))、ROM(只读存储器(Read Only Memory))以及专用的硬件电路而构成。处理器例如为CPU(中央处理单元(Central Processing Unit))、ASIC(专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit))、MPU(微处理单元(Micro Processing Unit))、GPU(图形处理器(Graphics Processing Unit))等。控制单元21具备控制部(机器人控制部)211、物体识别部212、轨道生成部213、滑动运算部214、计算部(角度计算部)215。
控制单元21用于通过依照存储在存储部24中的控制程序的上述处理器的动作，作为控制部211、物体识别部212、轨道生成部213、滑动运算部214以及计算部215起作用。但是，控制单元21等的上述各结构还可以不依赖基于控制程序的动作，而是分别由硬件电路构成。以下，只要不特别提到，那么关于各种实施方式都是同样的。
控制部211还用于对控制装置20的整体的动作控制进行管理。控制部211与操作部22、显示部23、存储部24、以及外部接口部25连接，以进行所连接的上述各结构的动作控制、以及与各结构之间的信号或数据的接收和发送。
物体识别部212用于基于通过利用照相机19拍摄而获得的图像数据，例如通过进行图案匹配或通过机械学习的物体识别，识别作为抓持对象物的工件42，并检测该工作42的位置。该位置是拣选动作的终点。
轨道生成部213用于基于利用物体识别部212检测到的工件42的位置(拣选动作的终点)，生成从当前位置到该终点为止的臂11的前端部15的目标轨道。另外，轨道生成部213基于经由操作部22从用户指示的、放置工件42的位置(放置动作的终点)，生成从对工件42进行抓持的位置到该终点为止的臂11的前端部15的目标轨道。此外，在轨道的生成中，能够适用RRT(快速搜索随机树(Rapidly exploring random tree))等各种生成算法。
滑动运算部214用于基于爪部41A的滑动传感器41F的检测信号和爪部41B的滑动传感器41F的检测信号，通过运算来计算夹子41抓持(拣选)的工件42的滑动量和其滑动方向。
具体地，例如，如图5A所示，滑动运算部214还用于计算爪部41A的滑动传感器41F的检测信号表示的滑动向量SA1(滑动方向在Z方向上为第一滑动量SL1)和爪部41B的滑动传感器41F的检测信号表示的滑动向量SA2(滑动方向在Z方向上为比第一滑动量SL1小的第二滑动量SL2)的合成向量CV(也就是说，作用于工件42的滑动方向和其滑动量)。
如图5A所示，工件42的爪部41A侧的滑动量(第一滑动量SL1)和工件42的爪部41B侧的滑动量(第二滑动量SL2)不同，因此作用于工件42的滑动方向为与重力方向不同的向下方向。具体地，如图5B所示，滑动运算部214通过以下算式(1)计算作用于工件42的滑动方向与重力方向之间的角度θ1。
角度θ1＝Arctan(L/(SL1-SL2))……(1)
其中，L：爪部41A和爪部41B之间的距离(也叫作工件的长度)，SL1：工件42的爪部41A侧的滑动量(第一滑动量SL1)，SL2：工件42的爪部41B侧的滑动量(第二滑动量SL2)。
在图5A、图5B中，滑动运算部214还用于计算出作用于工件42的滑动方向与重力方向(Z方向)之间的角度θ1例如为40°。此外，爪部41A的滑动传感器41F、爪部41B的滑动传感器41F以及滑动运算部214是权利要求书中的第三检测部(滑动方向检测部)的一个例子。
此外，在图5A、图5C中，为了使夹子41的转动易于理解地说明，仅使爪部41A带阴影，在爪部41B上不带阴影。
计算部215用于计算利用滑动运算部214检测到的滑动方向和重力的反方向之间的角度θ2。具体地，计算部215还用于计算利用滑动运算部214检测到的滑动方向(在图5A中为相对于重力方向(Z方向)例如40°的角度的方向)和通过夹子41的加速度传感器41G检测的重力方向(是Z方向，例如0°的方向)的反方向(是与Z方向相反的方向，例如180°的方向)之间的角度θ2(也就是说，180°-40°＝140°)。
此外，在本实施方式中，使用通过加速度传感器41G检测的重力方向(Z方向)，但也可以设为在存储部24中事先存储表示机器人10的立体空间(XYZ坐标系空间)中的Z方向的坐标数据，且适当地从存储部24中读出重力方向(Z方向)的坐标数据的结构，也可以设为不具备加速度传感器41G的结构。
控制部211还用于使对工件42进行抓持的夹子41将工件42的中心位置作为转动轴18A转动利用计算部215计算出的角度(在图5A中，为140°)，以使利用滑动运算部214检测到的滑动方向朝向重力的反方向，如图5C所示，设为使夹子41转动利用计算部215计算出的角度(例如140°)的状态。在该转动状态下，在图5A中所示的工件42的滑动方向为朝向重力的反方向的状态。在该转动状态下，能够使夹子41抓持的工件42的滑动方向的力和重力对抗，从而存在能够设为消除工件42的滑动的状态的情况。即，能够设为消除工件42的滑动的抓持姿态。
另外，夹子41在转动机构18的旋转轴位于工件42的中心的状态下转动，因此能够抑制因作用于工件42的离心力使该工件42滑动而脱落。
在使对工件42进行抓持的夹子41转动利用计算部215计算出的角度的状态下，当利用滑动运算部214检测到比水平面更向下的滑动时，控制部211还用于使夹子41的抓持扭矩增加，将在该工件42的滑动量为零时的利用第二检测部41D检测到的扭矩设定为夹子41的抓持扭矩。
在使对工件42进行抓持的夹子41转动利用所述计算部215计算出的角度的状态下，当与上述相反，利用滑动运算部214检测到比水平面更向上的滑动时，控制部211还用于使夹子41的抓持扭矩减少，维持利用在该工件42的滑动量为零时的第二检测部41D检测到的扭矩。
控制部211还用于使对工件42进行抓持的夹子41沿重力方向(Z方向)利用加减速动作驱动。
控制部211基于通过轨道生成部213生成的目标轨道(例如，目标位置、目标速度、目标加速度等)、臂11的前端部15的位置和速度、加速度等，使用适合此时的机器人10的状态的控制参数，控制驱动部16的驱动，以使该前端部15追随目标轨道。
另外，控制部211还用于使在拣选动作、后述的转动动作、放置动作中使用的各自的最新的控制参数在控制参数存储部243中存储。
接下来，基于图3、图4示出的流程图来说明通过控制装置20的控制单元21进行的处理动作。此外，该处理动作是利用机器人10的拣放动作进行的处理动作。
首先，物体识别部212用于基于通过利用照相机19拍摄而获得的图像数据，识别作为抓持对象物的工件42，检测该工件42的位置(拣选动作的终点)(步骤S1)，轨道生成部213还用于基于利用物体识别部212检测到的工件42的位置(拣选动作的终点)，生成从当前位置到该终点为止的臂11的前端部15的目标轨道(步骤S2)。
接着，控制部211还用于使用控制参数，决定对驱动部16的控制量，并控制驱动部16的驱动(步骤S3)，以使通过轨道生成部213生成的目标轨道表示的在下一个时刻的前端部15的目标位置和目标速度、目标加速度、和从机器人10的关节角检测部17进行的检测结果求出的前端部15的位置和速度、加速度的偏差变小。
控制部211还用于通过夹子41的爪部41A、41B对在S1中物体识别部212识别出的工件42进行拣选(抓持)(步骤S4)。
控制部211还用于基于爪部41A的滑动传感器41F的检测信号和爪部41B的滑动传感器41F的检测信号，判定工件42的滑动的产生的有无(步骤S5)。
在判定为存在滑动的产生的情况下(在步骤S5中为“是”时)，控制部211还用于判定工件42抓持的夹子41是否位于可转动的高度(步骤S6)。
在判定为夹子41没有位于可转动的高度的情况下(在步骤S6中为“否”时)，在放置工件42以后，控制部211还用于将夹子41的抓持扭矩变更为比之前的抓持扭矩大的值，并再次使工件42利用夹子41抓持(步骤S7)。
另一方面，在利用控制部211还用于判定为夹子41位于可转动的高度的情况下(在步骤S6中为“是”时)，滑动运算部214还用于基于爪部41A的滑动传感器41F的检测信号和爪部41B的滑动传感器41F的检测信号，通过运算来计算夹子41抓持(拣选)的工件42的滑动量和其滑动方向(步骤S8)。
具体地，例如，如图5A所示，滑动运算部214还用于计算爪部41A的滑动传感器41F的检测信号表示的滑动向量SA1(滑动方向在Z方向上为第一滑动量SL1)和爪部41B的滑动传感器41F的检测信号表示的滑动向量SA2(滑动方向在Z方向上为比第一滑动量SL1小的第二滑动量SL2)的合成向量CV(也就是说，作用于工件42的滑动方向和其滑动量)。如图5B所示，合成向量CV的方向为作用于工件42的滑动方向，合成向量CV的大小为工件42的合成滑动量。如图5A所示，工件42的爪部41A侧的滑动量(第一滑动量SL1)和工件42的爪部41B侧的滑动量(第二滑动量SL2)不同，因此计算出作用于工件42的滑动方向为与重力方向不同的向下方向(在图5A中为相对于重力方向(Z方向)例如40°的角度的方向)。
计算部215用于计算利用滑动运算部214检测到的滑动方向和重力的反方向之间的角度θ2(步骤S9)。具体地，计算部215还用于计算利用滑动运算部214检测到的滑动方向(在图5A中为相对于重力方向(Z方向)例如40°的角度的方向)和通过夹子41的加速度传感器41G检测的重力方向(是Z方向，例如0°的方向)的反方向(是与Z方向相反的方向，例如180°的方向)之间的角度θ2(也就是说，θ2＝180°-40°＝140°)。
控制部211还用于使对工件42进行抓持的夹子41转动利用计算部215计算出的角度(在图5A中，为140°)，以使利用滑动运算部214检测到的滑动方向朝向重力的反方向，如图5C所示，设为使夹子41转动利用计算部215计算出的角度(例如140°)的状态(步骤S10)。在该转动状态下，在图5A中所示的工件42的滑动方向为朝向重力的反方向的状态。能够使夹子41抓持的工件42的滑动方向的力和重力对抗，从而存在能够设为消除工件42的滑动的状态的情况。即，能够设为消除工件42的滑动的抓持姿态。
控制部211还用于基于爪部41A的滑动传感器41F的检测信号和爪部41B的滑动传感器41F的检测信号，判定供转动了的夹子41抓持的工件42的滑动的产生的有无(步骤S11)。
在控制部211还用于判定为供转动了的夹子41抓持的工件42的滑动没有产生的情况下(在步骤S11中为“否”时)，前进到工件42的移动动作(步骤S17)。
另一方面，在控制部211判定为存在滑动的产生的情况下(在步骤S11中为“是”时)，滑动运算部214还用于基于爪部41A的滑动传感器41F的检测信号和爪部41B的滑动传感器41F的检测信号，通过运算来计算转动了的夹子41抓持(拣选)的工件42的滑动量和其滑动方向。
而且，控制部211还用于判定利用滑动运算部214检测到的滑动方向是否为向下(步骤S12)。即，控制部211判定转动了的夹子41抓持的工件42的滑动方向是否为向下。
在判定为利用滑动运算部214检测到的滑动方向为向下的情况下(在步骤S12中为“是”时)，控制部211还用于使夹子41的抓持扭矩增加(步骤S13)，将该工件42的滑动量为零时的利用第二检测部41D检测到的扭矩设定为夹子41的抓持扭矩(步骤S14)。
在使夹子41以滑动方向朝向重力的反方向的方式转动了的状态下，检测到比水平面向下的滑动的情况下，在夹子41的转动前以及转动后产生相同的向下的滑动，因此能够推测原本夹子41的抓持扭矩就不够。例如，在爪部41A中的滑动向量SA1和在爪部41B中的滑动向量SA2为相同的情况下，即使使工件42转动180°，在该180°转动后的状态下工件42也沿重力方向(Z方向)滑动，因此可以说原本夹子41的抓持扭矩就不够。像这样，在夹子41的转动后产生了向下的滑动的情况下，使夹子41的抓持扭矩增加，将在该夹子41的滑动量为零时的利用第二检测部41D检测到的扭矩设定为夹子41的抓持扭矩。由此，能够将夹子41的抓持扭矩变更为最合适的值，从而能够在不使工件42滑动的情况下适当地进行抓持。
另一方面，在判定为利用滑动运算部214检测到的滑动方向不是向下，也就是说，为向上的情况下(在步骤S12中为“否”时)，控制部211还用于使夹子41的抓持扭矩增加(步骤S15)，维持该工件42的滑动量为零时的利用第二检测部41D检测到的扭矩(步骤S16)。
在使夹子41以滑动方向朝向重力的反方向的方式转动了的状态下，检测到比水平面向上的滑动的情况下，能够推测夹子41的抓持扭矩过剩。像这样，在夹子41的转动后产生了向上的滑动的情况下，使夹子41的抓持扭矩减少，维持在该夹子41的滑动量为零时的利用第二检测部41D检测到的扭矩。由此，能够在不使工件42滑动的情况下适当地进行抓持，从而能够降低不必要的抓持力对应的部分的电力，实现省电化。
在步骤S14之后、步骤S16之后，步骤S5中为“否”的情况下，或者在步骤S11中为“否”的情况下，控制部211使工件42移动(步骤S17)。
控制部211还用于判定臂11的前端部15的位置是否已到达放置工件42的位置(也就是说，目标位置)(步骤S18)。在臂11的前端部15的位置没有到达目标位置的情况下(在步骤S18中为“否”)，返回步骤S17。
另一方面，在臂11的前端部15的位置已到达目标位置的情况下(在步骤S18中为“是”时)，控制部211使工件42放置在目标位置(步骤S18)。
具体地，轨道生成部213还用于基于经由操作部22从用户指示的、放置工件42的位置(放置动作的终点)，生成从对工件42进行抓持的位置到该终点为止的臂11的前端部15的目标轨道。控制部211遵循该目标轨道使工件42放置到目标位置。例如，控制部211在将转动后的状态的夹子41返回到水平姿态之后，使工件42放置到目标位置。
而且，控制部211后续存在工件42的情况下，还用于使上述步骤S1～步骤S19的处理执行，在没有工件42的情况下，使本处理结束。
根据上述实施方式，滑动运算部214还用于检测供夹子41抓持的工件42的滑动方向(重力方向(Z方向)相对于角度θ1的方向)。计算部215还用于计算利用滑动运算部214检测到的滑动方向和重力的反方向之间的角度θ2。控制部211还用于使对工件42进行抓持的夹子41转动利用计算部215计算出的角度，以使利用滑动运算部214检测到的滑动方向朝向重力的反方向。在像这样夹子41的转动后的状态下，能够使夹子41抓持的工件42的滑动方向的力和重力对抗，从而存在能够设为消除工件42的滑动的状态的情况。特别是，在夹子41利用多点支撑(例如两点支撑)对工件42进行抓持时，利用各支撑点的滑动量不同使该工件42沿与重力的方向不同的方向滑动这样的情况下，存在通过使夹子41以滑动方向朝向重力的反方向的方式转动从而设为消除了滑动的抓持姿态的情况。由此，能够在不使夹子41的抓持扭矩增加的情况下，减少工件42滑落。因此，能够扩大抓工件42的对象范围，从而能够使坚固性提高。另外，不使抓持力增加，因此能够抑制由抓持力的增加导致耗电量增加，从而能够实现省电化。
在臂11的前端部15上，设有使对工件42进行抓持的夹子41转动的转动机构18。转动机构18的转动轴18A位于被夹子41抓持的工件42的中心。控制部211还用于通过使转动机构18的转动轴18A转动，从而使夹子41沿被夹子41抓持的工件42的中心转动。即，夹子41的转动轴18A在位于该工件42的中心的状态下使该夹子41转动。由此，能够抑制作用于工件42的离心力，能够利用作用于工件42的离心力来抑制该工作42滑动而脱落。也就是说，能够防止因夹子41的转动导致工件42滑动而脱落。
另外，在使夹子41以滑动方向朝向重力的反方向的方式转动了的状态下，检测到比水平面向下的滑动的情况下，在夹子41的转动前以及转动后产生相同的向下的滑动，因此能够推测原本夹子41的抓持扭矩就不够。像这样，在夹子41的转动后产生了向下的滑动的情况下，使夹子41的抓持扭矩增加，将在该工件42的滑动量为零时的利用第二检测部41D检测到的扭矩设定为夹子41的抓持扭矩。由此，能够将夹子41的抓持扭矩变更为最合适的值，从而能够在不使工件42滑动的情况下适当地进行抓持。
另外，在使夹子41以滑动方向朝向重力的反方向的方式转动了的状态下，检测到比水平面向上的滑动的情况下，能够推测夹子41的抓持扭矩过剩。像这样，在夹子41的转动后产生了向上的滑动的情况下，使夹子41的抓持扭矩减少，维持在该工件42的滑动量为零时的利用第二检测部41D检测到的扭矩。由此，能够在不使工件42滑动的情况下适当地进行抓持，从而能够降低不必要的抓持力对应的部分的电力，实现省电化。
此外，在上述实施方式中，在设于臂11的前端部15的转动机构18(例如，步进马达)上，设为安装有末端执行器，但并不限定于此。也可以是，机器人10设为不设置转动机构18的结构，控制部211使用适合机器人10的状态的控制参数来控制驱动部16，驱动关节12，从而如图6中利用实线所示，设为使夹子41转动利用计算部215计算出的角度(例如140°)的状态的结构。
例如，与上述实施方式相同地，如图7B所示，滑动运算部214通过以下算式(1)计算作用于工件42的滑动方向与重力方向之间的角度θ1。控制部211使对工件42进行抓持的夹子41将工件42的中心位置作为转动轴18A转动利用计算部215计算出的角度(在图7A中，为140°)，以使利用滑动运算部214检测到的滑动方向朝向重力的反方向，如图7C所示，设为使夹子41转动利用计算部215计算出的角度(例如140°)的状态。在该转动状态下，在图7A中所示的工件42的滑动方向为朝向重力的反方向的状态。在该转动状态下，能够使夹子41抓持的工件42的滑动方向的力和重力对抗，从而存在能够设为消除工件42的滑动的状态的情况。即，能够设为消除工件42的滑动的抓持姿态。
此外，在上述实施方式以及变形例中，在夹子41的爪部41A、41B中的朝向工件42的面侧，各自设有滑动传感器41F，但并不限定于此。例如也可以代替滑动传感器41F而设置分布式接触传感器。分布式接触传感器知道工件42和爪部41A、41B的接触区域。滑动运算部214基于来自分布式接触传感器的检测信号(表示接触区域的时间性的变化的信号)来计算工件42的滑动量以及滑动方向。
本发明不限定于上述实施方式的结构，能够进行各种变形。另外，在上述实施方式中，使用图1至图7C通过上述实施方式表示的结构以及处理只不过是本发明的一种实施方式，并不意味着将本发明限定于该结构以及处理。

Claims (8)

1.一种控制装置，所述控制装置是控制机器人的动作的控制装置，所述机器人具备：
臂，其具有多个关节，用于在立体空间可自如移动；
驱动部，其设于各个所述多个关节，用于以驱动所述关节；
末端执行器，其设于所述臂的前端部，用于对抓持对象物进行抓持；
第一检测部，用于检测所述末端执行器的位置；
第二检测部，用于检测所述末端执行器对抓持对象物进行抓持的扭矩；
所述控制装置的特征在于，具备：
第三检测部，用于检测所述末端执行器抓持的抓持对象物的滑动方向；
计算部，用于计算利用所述第三检测部检测到的滑动方向和重力的反方向之间的角度；
控制部，用于使对抓持对象物进行抓持的所述末端执行器转动利用所述计算部计算出的角度，以使利用所述第三检测部检测到的滑动方向朝向重力的反方向。
2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，
所述控制部还用于在对抓持对象物进行抓持的所述末端执行器的转动轴位于该抓持对象物的中心的状态下使该末端执行器转动。
3.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，
在使对抓持对象物进行抓持的所述末端执行器转动利用所述计算部计算出的角度的状态下，当利用所述第三检测部检测到比水平面更向下的滑动时，所述控制部还用于使所述末端执行器的抓持扭矩增加，将在该抓持对象物的滑动量为零时的利用所述第二检测部检测到的扭矩设定为所述末端执行器的抓持扭矩。
4.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，
在使对抓持对象物进行抓持的所述末端执行器转动利用所述计算部计算出的角度的状态下，当利用所述第三检测部检测到比水平面更向上的滑动时，所述控制部还用于使所述末端执行器的抓持扭矩减少，维持在该抓持对象物的滑动量为零时的利用所述第二检测部检测到的扭矩。
5.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，
所述控制部还用于使对抓持对象物进行抓持的所述末端执行器沿重力方向利用加减速动作驱动。
6.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，
在所述臂的前端部上，还具备转动机构，所述转动机构用于使对抓持对象物进行抓持的所述末端执行器转动，
所述转动机构的转动轴位于被所述末端执行器抓持的抓持对象物的中心，
所述控制部还用于通过使所述转动机构的转动轴转动，从而使该末端执行器沿被所述末端执行器抓持的抓持对象物的中心转动。
7.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，
所述控制部还用于在所述第三检测部中存在滑动的产生的情况下，判定对所述抓持对象物进行抓持的所述末端执行器是否位于可转动的高度，在判定为所述末端执行器没有位于可转动的高度的情况下，在放置所述抓持对象物以后，将所述末端执行器的抓持扭矩变更为比之前的抓持扭矩大的值，并再次使所述抓持对象物利用所述末端执行器抓持。
8.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，
所述控制部还用于在所述第三检测部中存在滑动的产生的情况下，判定对所述抓持对象物进行抓持的所述末端执行器是否位于可转动的高度，
所述第三检测部还用于在所述控制部中判定为所述末端执行器位于可转动的高度的情况下，检测所述末端执行器抓持的抓持对象物的滑动方向。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220055226A1 (en) * 2019-03-13 2022-02-24 Nec Corporation Information processing device, driving control method, and program-recording medium
US11795012B1 (en) * 2020-11-06 2023-10-24 Aaron Thomas Bacon Multi-gripper system
EP4245483A4 (en) * 2020-11-10 2024-04-24 Sony Group Corp INFORMATION PROCESSING DEVICE, INFORMATION PROCESSING METHOD, AND PROGRAM

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0418826A2 (de) * 1989-09-22 1991-03-27 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Einrichtung zur Simulation auf der Erde von Operationen eines im Weltraum einsetzbaren Manipulators an einem Modell eines Raumfahrzeuges
CN1498731A (zh) * 2002-10-29 2004-05-26 ���µ�����ҵ��ʽ���� 机器人抓持控制装置及机器人抓持控制方法
CN101829003A (zh) * 2010-05-18 2010-09-15 青岛恩威机器人科技有限公司 外骨骼式上肢康复机器人
CN103302667A (zh) * 2012-03-15 2013-09-18 株式会社捷太格特 机器人控制方法、机器人控制装置和机器人控制系统
CN103713489A (zh) * 2012-09-28 2014-04-09 京瓷办公信息系统株式会社 电子设备及图像形成装置
US20150127163A1 (en) * 2010-09-22 2015-05-07 Canon Kabushiki Kaisha Robot system controlling method, robot system, and control apparatus for quadrupedal robot
CN204390171U (zh) * 2015-01-13 2015-06-10 张敬辉 一种可戴在手背由手指控制的数据输入控制装置
CN105751218A (zh) * 2016-05-05 2016-07-13 佛山市新鹏机器人技术有限公司 一种用于机器人末端的恒力装置及其控制方法
CN107756423A (zh) * 2016-08-17 2018-03-06 发那科株式会社 机器人控制装置
CN108331607A (zh) * 2018-03-23 2018-07-27 中国矿业大学 一种矿山通风降尘自动化控制装置

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2793493B2 (ja) * 1993-12-28 1998-09-03 本田技研工業株式会社 ロボットハンドの把持制御方法
JP2003127081A (ja) * 2001-10-18 2003-05-08 Ricoh Co Ltd 組立ロボット及び当該組立ロボットによる部品組立方法
JP2005177977A (ja) * 2003-11-25 2005-07-07 Matsushita Electric Works Ltd ロボットハンドの制御装置
WO2008058061A2 (en) * 2006-11-03 2008-05-15 President And Fellows Of Harvard College Robust compliant adaptive grasper and method of manufacturing same
JP5187552B2 (ja) * 2007-09-13 2013-04-24 ソニー株式会社 制御装置および方法、プログラム並びに記録媒体
WO2009094670A1 (en) * 2008-01-25 2009-07-30 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Systems and methods for force sensing in a robot
US8861171B2 (en) * 2010-02-10 2014-10-14 Sri International Electroadhesive handling and manipulation
JP5588392B2 (ja) * 2011-04-27 2014-09-10 株式会社日立製作所 マニプレータ装置
JP2012250298A (ja) * 2011-05-31 2012-12-20 Sony Corp ロボット装置並びにロボット装置の制御方法
KR101634463B1 (ko) * 2011-06-29 2016-06-28 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 부품 공급 장치
DE102014009893B4 (de) * 2014-07-04 2016-04-28 gomtec GmbH Endeffektor für ein Instrument
JP6075343B2 (ja) * 2014-09-02 2017-02-08 トヨタ自動車株式会社 走行ロボット、その動作計画方法及びプログラム
JP7289616B2 (ja) * 2017-06-30 2023-06-12 キヤノン株式会社 ロボットハンド、ロボット装置、ロボットハンドの制御方法
JP6640792B2 (ja) * 2017-06-30 2020-02-05 ファナック株式会社 ハンド制御装置、ハンド制御方法、およびハンドのシミュレーション装置
US10792809B2 (en) * 2017-12-12 2020-10-06 X Development Llc Robot grip detection using non-contact sensors
JP7088287B2 (ja) * 2018-06-22 2022-06-21 ソニーグループ株式会社 制御装置、制御方法及びプログラム

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0418826A2 (de) * 1989-09-22 1991-03-27 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Einrichtung zur Simulation auf der Erde von Operationen eines im Weltraum einsetzbaren Manipulators an einem Modell eines Raumfahrzeuges
CN1498731A (zh) * 2002-10-29 2004-05-26 ���µ�����ҵ��ʽ���� 机器人抓持控制装置及机器人抓持控制方法
CN101829003A (zh) * 2010-05-18 2010-09-15 青岛恩威机器人科技有限公司 外骨骼式上肢康复机器人
US20150127163A1 (en) * 2010-09-22 2015-05-07 Canon Kabushiki Kaisha Robot system controlling method, robot system, and control apparatus for quadrupedal robot
CN103302667A (zh) * 2012-03-15 2013-09-18 株式会社捷太格特 机器人控制方法、机器人控制装置和机器人控制系统
CN103713489A (zh) * 2012-09-28 2014-04-09 京瓷办公信息系统株式会社 电子设备及图像形成装置
CN204390171U (zh) * 2015-01-13 2015-06-10 张敬辉 一种可戴在手背由手指控制的数据输入控制装置
CN105751218A (zh) * 2016-05-05 2016-07-13 佛山市新鹏机器人技术有限公司 一种用于机器人末端的恒力装置及其控制方法
CN107756423A (zh) * 2016-08-17 2018-03-06 发那科株式会社 机器人控制装置
CN108331607A (zh) * 2018-03-23 2018-07-27 中国矿业大学 一种矿山通风降尘自动化控制装置

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Publication number Publication date
JP7247572B2 (ja) 2023-03-29
US11123872B2 (en) 2021-09-21
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