CN113573858B - 把持系统以及把持方法 - Google Patents

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Abstract

在具备机械手机构的把持系统中,稳定地把持封入有流体的袋状对象物。使机械手机构的压入用手指部的前端部与袋状对象物接触而压入所述袋状对象物,然后,由设置于一根所述压入用手指部的压力检测部检测到的压力、或者由设置于各压入用手指部的压力检测部检测到的压力中的任意压力达到规定的压力以上之后,在将所述压入用手指部压入所述袋状对象物的状态下执行利用机械手机构的多个手指部中的至少两根手指部夹入所述袋状对象物的动作即把持动作。

Description

把持系统以及把持方法
技术领域
本发明涉及利用多个手指部来把持对象物的把持系统以及把持方法。
背景技术
以往,开发了一种安装于机械臂等且利用多个手指部来把持对象物的机械手机构。例如,在专利文献1中公开了一种具备三个手指部(手指)的机械手机构。在该专利文献1的机械手机构中,三个手指部具有相同的结构。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特表2015-533669号公报
发明内容
发明要解决的课题
在具备利用多个手指部来把持对象物的机械手机构的把持系统中,有时将在其内部封入有流体(气体或液体)的袋状的物体作为对象物。这样的袋状对象物若在被机械手机构把持时被手指部按压,则其形状容易变化。因此,与不易变形的对象物相比,摩擦力难以起到作用,有时难以维持袋状对象物被多个手指部夹持的状态。
本发明是鉴于上述问题而完成的,其目的在于,提供一种在具备利用多个手指部来把持对象物的机械手机构的把持系统中,能够稳定地把持封入有流体的袋状对象物的技术。
用于解决课题的方案
一种把持系统,其具备:机械手机构,其利用多个手指部来把持对象物;以及控制装置,其在把持所述对象物时对所述机械手机构进行控制,其中,当所述对象物是在其内部封入有流体的袋状对象物的情况下,将所述机械手机构的所述多个手指部中的至少一根手指部作为压入用手指部,在所述机械手机构中的成为所述压入用手指部的手指部的前端部设置有压力检测部,在所述对象物是所述袋状对象物的情况下,所述控制装置使所述机械手机构的所述压入用手指部的前端部与所述袋状对象物接触而压入所述袋状对象物,然后,由设置于一根所述压入用手指部的所述压力检测部检测到的压力、或者由设置于各压入用手指部的所述压力检测部检测到的压力中的任意压力达到规定的压力以上之后,在将所述压入用手指部压入所述袋状对象物的状态下执行利用所述多个手指部中的至少两根手指部夹入所述袋状对象物的动作即把持动作。
发明效果
根据本发明,能够在具备利用多个手指部来把持对象物的机械手机构的把持系统中,稳定地把持封入有流体的袋状对象物。
附图说明
图1是表示实施例的把持系统的概要结构的第一图。
图2是表示实施例的把持系统的概要结构的第二图。
图3是实施例的机械手机构的立体图。
图4是实施例的机械手机构的俯视图。
图5是表示实施例的机械手机构的手指部中的第二关节部的可动范围的图。
图6是表示实施例的机械手机构的手指部中的第一关节部的可动范围的图。
图7是表示实施例的臂控制装置、机械手控制装置所包含的各功能部的框图。
图8是表示实施例1的执行压入动作时的机械手机构的形态的图。
图9是表示实施例1的执行压入动作时的机械手机构及袋状对象物的情形的图。
图10是表示实施例1的执行把持动作时的机械手机构及袋状对象物的情形的图。
图11是表示实施例1的执行袋状对象物的把持时的把持系统的控制流程的流程图。
图12是用于对实施例2的压入动作及把持动作进行说明的图。
具体实施方式
本发明的把持系统具备:利用多个手指部来把持对象物的机械手机构、以及对该机械手机构进行控制的控制装置。
并且,在本发明的把持系统中,有时由机械手机构把持的对象物是在其内部封入有流体的袋状对象物。在此,当在袋状对象物中封入有气体、液体等流体的情况下,若该袋状对象物的内压变高,则在施加外力时该袋状对象物难以变形。因此,在进行利用机械手机构的手指部夹入袋状对象物的动作即把持动作时,若该袋状对象物的内压成为高的状态,则在该把持动作中利用手指部按压时,该袋状对象物难以变形。其结果是,来自袋状对象物对夹入该袋状对象物的手指部的反作用力变大。因此,能够增大夹入袋状对象物的手指部与该袋状对象物之间的摩擦力。
因此,在本发明的把持系统中,在对象物是在其内部封入有流体的袋状对象物的情况下,将机械手机构的多个手指部中的至少一根手指部作为压入用。此时,在机械手机构的成为压入用手指部的手指部的前端部设置有压力检测部。在此,压力检测部对施加于手指部的前端部的压力进行检测。
并且,控制装置在执行由机械手机构进行的把持动作之前,使该机械手机构的压入用手指部的前端部与袋状对象物接触而压入该袋状对象物(以下也有时将这样的动作称为“压入动作”。)。当进行该压入动作时,袋状对象物发生变形,从而其内压变高。另外,随着压入动作中的压入用手指部向袋状对象物压入的压入量增加,该袋状对象物的内压上升。伴随于此,由设置于压入用手指部的前端部的压力检测部检测出的压力上升。
并且,控制装置在由设置于各压入用手指部的压力检测部检测出的压力中的任意压力达到规定的压力以上之后开始把持动作。此时,控制装置在维持将压入用手指部压入袋状对象物的状态的同时执行把持动作。在此,规定的压力是能够为了在把持动作中利用机械手机构的手指部夹入袋状对象物时从该袋状对象物对该手指部作用足够的反作用力而在该手指部与该袋状对象物之间确保用于把持的足够的摩擦力的压力。
如上所述,根据本发明,通过在进行把持动作之前进行压入动作,能够在充分提高袋状对象物的内压的状态下执行把持动作。因此,在把持动作中,在机械手机构的手指部按压于袋状对象物时,在该手指部与该袋状对象物之间能确保足够的摩擦力。因此,容易维持袋状对象物被多个手指部夹入的状态。其结果是,能够利用机械手机构稳定地把持袋状对象物。
另外,在本发明的把持系统中,也可以将机械手机构中的至少两根手指部作为压入用手指部使用。在该情况下,在将压入用手指部彼此的前端部之间的距离隔开规定的距离以上的状态下进行压入动作。通过这样利用多根压入用手指部进行压入动作,从而与利用一根压入用手指部进行压入动作的情况相比,能够更加减小将袋状对象物的内压提高相同程度时的压入用手指部对该袋状对象物的压入量。这样,压入用手指部对袋状对象物的压入量变小,从而能够抑制伴随着压入动作而导致该袋状对象物的内容物破损的情况。另外,压入用手指部对袋状对象物的压入量变小,从而能够缩短从压入动作开始到把持动作开始为止所花费的时间。其结果是,能够缩短袋状对象物的把持所涉及的生产节拍时间。
以下,基于附图对本发明的具体实施例进行说明。本实施例所记载的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等只要没有特别记载,则不意味着将发明的技术范围仅限定于上述记载。
<实施例1>
图1、2是表示本实施例的把持系统的概要结构的图。把持系统1具备:用于把持对象物10的机械手机构2、臂机构3、以及底座部4。在此,对把持系统1中的臂机构3、机械手机构2、以及底座部4的详细结构进行说明。
(臂机构)
在臂机构3的一端安装有机械手机构2。另外,臂机构3的另一端安装于底座部4。臂机构3具备:第一臂连杆部31、第二臂连杆部32、第三臂连杆部33、第四臂连杆部34、第五臂连杆部35、以及连接构件36。并且,机械手机构2的基座部20与在臂机构3的第一臂连杆部31的一端侧形成的第一关节部30a连接。在第一关节部30a设置有用于使机械手机构2相对于第一臂连杆部31绕该第一臂连杆部31的轴旋转的马达(省略图示)。第一臂连杆部31的另一端侧通过第二关节部30b与第二臂连杆部32的一端侧连接。第一臂连杆部31和第二臂连杆部32以其中心轴垂直相交的方式连接。并且,在第二关节部30b设置有用于使第一臂连杆部31相对于第二臂连杆部32以其另一端侧为中心绕该第二臂连杆部32的轴旋转的马达(省略图示)。另外,第二臂连杆部32的另一端侧通过第三关节部30c与第三臂连杆部33的一端侧连接。在第三关节部30c设置有用于使第二臂连杆部32相对于第三臂连杆部33相对旋转的马达(省略图示)。
同样地,第三臂连杆部33的另一端侧通过第四关节部30d与第四臂连杆部34的一端侧连接。另外,第四臂连杆部34的另一端侧通过第五关节部30e与第五臂连杆部35连接。并且,在第四关节部30d设置有用于使第三臂连杆部33相对于第四臂连杆部34相对旋转的马达(省略图示)。另外,在第五关节部30e设置有用于使第四臂连杆部34相对于第五臂连杆部35相对旋转的马达(省略图示)。并且,第五臂连杆部35通过第六关节部30f与从底座部4垂直配置的连接构件36连接。第五臂连杆部35和连接构件36以各自的中心轴成为同轴的方式连接。并且,在第六关节部30f设置有用于使第五臂连杆部35绕该第五臂连杆部35及连接构件36的轴旋转的马达(省略图示)。通过将臂机构3设为这样的结构,例如,能够将该臂机构3设为具有6自由度的自由度的机构。
(机械手机构)
接着,基于图3至图6对机械手机构2的结构进行说明。图3是机械手机构2的立体图。图4是机械手机构2的俯视图。需要说明的是,在图4中,箭头表示各手指部21的旋转可动范围。机械手机构2具备:与臂机构3连接的基座部20、以及设置于该基座部20的四根手指部21。另外,如图3及图4所示,在机械手机构2中,在基座部20上,四根手指部21以等角度间隔(即90deg间隔)配置于以机械手机构2的长度方向(在图4中为与纸面垂直的方向)的轴为中心的圆周上。另外,四根手指部21全部具有相同的结构且为相同的长度。但是,各手指部21的动作分别独立地被控制。
如图3所示,各手指部21具有:第一指连杆部211、第二指连杆部212、以及基端部213。并且,手指部21的基端部213与基座部20连接。在此,基端部213在图4中如箭头所示,以能够相对于基座部20绕手指部21的长度方向(在图4中为与纸面垂直的方向)的轴旋转的方式进行连接。另外,在手指部21中,在基端部213连接有第二指连杆部212的一端。并且,在该第二指连杆部212与基端部213的连接部形成有第二关节部23。在基座部20的内部设置有驱动基端部213旋转的马达、以及驱动第二指连杆部212相对于基端部213相对旋转的马达。通过这样的结构,驱动基端部213旋转,伴随于此,在图4中由如箭头所示的范围内驱动手指部21整体旋转。另外,如图5所示,第二关节部23形成为能够弯曲和伸展。
另外,如图3、图5及图6所示,在手指部21中,在第二指连杆部212的另一端连接有第一指连杆部211的一端。并且,在该第一指连杆部211与第二指连杆部212的连接部形成有第一关节部22。在第二指连杆部212的内部设置有驱动第一指连杆部211相对于第二指连杆部212相对旋转的马达。通过这样的结构,如图6所示,第一关节部22形成为能够弯曲和伸展。
另外,如图3所示,在本实施例中,在手指部21的第一指连杆部211的前端侧设置有压敏传感器70。压敏传感器70是对作用于第一指连杆部211的前端部的外力(压力)进行检测的传感器。
(底座部)
接着,基于图7对内置于底座部4的臂控制装置42及机械手控制装置43的结构进行说明。臂控制装置42是用于对把持系统1的臂机构3进行控制的控制装置。机械手控制装置43是用于对把持系统1的机械手机构2进行控制的控制装置。图7是表示臂控制装置42及机械手控制装置43所包含的各功能部的框图。
臂控制装置42包括生成用于对设置于臂机构3的各关节部的马达进行驱动的驱动信号的多个驱动器,并构成为将来自各驱动器的驱动信号向所对应的各马达供给。另外,臂控制装置42包括具有运算处理装置及存储器的计算机。并且,臂控制装置42具有臂控制部420及马达状态量取得部421作为功能部。这些功能部通过在臂控制装置42所包含的计算机中执行规定的控制程序而形成。
臂控制部420基于由机械手控制装置43所具有的功能部即后述的对象物信息取得部430取得的对象物信息从各驱动器供给驱动信号,从而对设置于臂机构3的各关节部30a、30b、30c、30d、30e、30f的马达进行控制。并且,臂控制部420通过控制各马达来移动臂机构3,由此使机械手机构2的位置向所期望的位置(能够利用机械手机构2把持对象物10的位置)移动。另外,在设置于臂机构3的各关节部30a、30b、30c、30d、30e、30f的马达设置有检测与各个旋转状态相关的状态量(马达的旋转轴的旋转位置、转速等)的编码器(省略图示)。并且,由各马达的编码器检测到的各马达的状态量被向臂控制装置42的马达状态量取得部421输入。并且,臂控制部420基于输入到马达状态量取得部421的各马达的状态量,以使机械手机构2向所期望的位置移动的方式对各马达进行伺服控制。
另外,机械手控制装置43包括生成用于对设置于机械手机构2的各马达进行驱动的驱动信号的多个驱动器,并构成为将来自各驱动器的驱动信号向所对应的各马达供给。另外,机械手控制装置43包括具有运算处理装置及存储器的计算机。并且,机械手控制装置43具有对象物信息取得部430、机械手控制部431、马达状态量取得部432、以及传感器信息取得部433作为功能部。这些功能部通过在机械手控制装置43所包含的计算机中执行规定的控制程序而形成。
对象物信息取得部430取得与应由机械手机构2把持的对象物相关的信息即对象物信息。在此,对象物信息包括与对象物的种类、形状、尺寸、及其位置相关的信息、以及对象物周围的环境信息(是与存在于对象物的周围的该对象物以外的物体相关的信息,例如与收容有对象物的容器的形状、该容器中的对象物的排列相关的信息)等。该对象物信息取得部430也可以取得由用户输入的对象物信息。另外,在设置有拍摄包含对象物在内的图像的视觉传感器的情况下,对象物信息取得部430也可以从由该视觉传感器拍摄到的图像取得对象物信息。
另外,机械手控制部431基于由对象物信息取得部430取得的对象物信息从各驱动器供给驱动信号,从而对驱动机械手机构2的各手指部21的各马达进行控制。由此,利用机械手机构2的多个手指部21来把持对象物10。另外,在机械手机构2的各马达设置有检测与各个旋转状态相关的状态量(马达的旋转轴的旋转位置、转速等)的编码器(省略图示)。并且,由各马达的编码器检测到的各马达的状态量被向机械手控制装置43的马达状态量取得部432输入。并且,机械手控制部431基于输入到马达状态量取得部432的各马达的状态量,以利用多个手指部21把持对象物的方式对各手指部21中的各马达进行伺服控制。
并且,机械手控制装置43具有传感器信息取得部433。设置于机械手机构2的各手指部21的第一指连杆部211的压敏传感器70的检测值被向传感器信息取得部433输入。并且,机械手控制部431在由各压敏传感器70检测到各手指部21向对象物的接触的情况下,还能够基于其检测信号对各手指部21中的各马达进行控制。
需要说明的是,在图7中,作为把持系统所包含的控制装置,将臂控制装置42和机械手控制装置43区别表示,但作为其他方法,也可以采用各功能部形成在两个装置一体化而成的一个控制装置内的结构。另外,即使在把持系统所包含的控制装置被区别为臂控制装置42和机械手控制装置43的情况下,只要不产生技术上的抵触,图7所示的各功能部实质上形成在任意控制装置内即可,能够根据需要在臂控制装置42与机械手控制装置43之间进行适当的信息的收发。另外,也可以采用臂控制装置42或机械手控制装置43中的各功能部中的一部分形成在与臂控制装置42及机械手控制装置43分体的控制装置内的结构。
(把持对象物)
在本实施例的把持系统1中,有时把持的对象物10是封入有流体(气体或液体)的袋状对象物。作为封入有气体的袋状对象物10,可以例示装入有薯片、爆米花等零食的袋。另外,作为封入有液体的袋状对象物10,可以例示装入有腌菜的袋、装入有液体洗涤剂的袋。若想要利用机械手机构2把持这样的封入有流体的袋状对象物10,则在被用于把持的手指部21(以下,有时也称为把持用手指部。)按压时,该袋状对象物10的形状容易发生变化。若袋状对象物10因把持用手指部的按压而发生变形,则该把持用手指部从袋状对象物10受到的反作用力变小。其结果是,若在把持用手指部与袋状对象物之间难以确保足够的摩擦力,则有时难以维持袋状对象物10被把持用手指部夹入的状态。
(压入动作)
因此,在本实施例中,在利用机械手机构2把持封入有流体的袋状对象物10的情况下,在执行用于利用把持用手指部夹入袋状对象物的动作即把持动作之前,执行使机械手机构2的手指部21的前端部与袋状对象物10接触而压入该袋状对象物10的压入动作。当进行这样的压入动作时,袋状对象物10发生变形,因此能够提高该袋状对象物10的内压。并且,如果是通过执行压入动作而使袋状对象物10的内压充分上升的状态,则在进行把持动作时,即使该袋状对象物10被把持用手指部按压,其形状也难以变化。其结果是,从袋状对象物10对把持用手指部作用足够的反作用力。因此,能够在把持用手指部与袋状对象物10之间确保用于把持的足够的摩擦力。
以下,基于图8及图9对本实施例的压入动作的详细情况进行说明。在此,将机械手机构2的四根手指部21中的两根手指部21A、21C作为压入用手指部来执行压入动作。需要说明的是,压入动作通过利用臂控制装置42的臂控制部420控制臂机构3,并且利用机械手控制装置43的机械手控制部431控制机械手机构2来实现。图8是表示使用手指部21A、21C执行压入动作时的机械手机构2的形态的图。但是,在图8中,为了方便而省略了手指部21B的图示。图8中的空心箭头图示出相对于袋状对象物10的压入方向。臂控制部420控制臂机构3,使机械手机构2向适于由手指部21A、21C进行的压入动作的位置移动。即,臂控制部420通过使机械手机构2向压入方向移动,从而使该机械手机构2向能够使手指部21A、21C的前端部与袋状对象物10接触的位置移动。进而,机械手控制部431以能够使压入用手指部21A、21C的前端部与袋状对象物10接触的方式对各手指部21的形态进行控制。此时,将压入用手指部21A、21C彼此的前端部之间的距离d设为隔开规定的距离以上的状态。
另外,在本实施例中,如图8所示,使各压入用手指部21A、21C的前端部相对于与压入方向垂直的平面的高度h相同。由此,能够容易使压入用手指部21A、21C各自的前端部与袋状对象物10接触。另外,能够将压入用手指部21A、21C各自的前端部均等地向袋状对象物10压入。但是,各压入用手指部21A、21C的前端部相对于与压入方向垂直的平面的高度也可以不必相同。也就是说,在压入动作中,只要以使各压入用手指部21A、21B的前端部与袋状对象物10接触的方式配置各个前端部即可。
另外,不用于压入动作的手指部21B、21D的前端部相对于与压入方向垂直的平面的高度比高度h高。通过这样配置各手指部21的前端部,在压入动作中,能够仅使压入用手指部21A、21C的前端部与袋状对象物10接触。但是,只要是能够仅使压入用手指部21A、21C的前端部与袋状对象物10接触的配置,则不用于压入动作的手指部21B和手指部21D的前端部相对于与压入方向垂直的平面的高度也可以比压入用手指部21A、21C的该高度低。
基于包含与由对象物信息取得部430取得的袋状对象物10的对象物的种类、形状、尺寸、其位置相关的信息等的对象物信息,来执行用于实现上述那样的压入动作的形态的控制。需要说明的是,袋状对象物10中的压入用手指部的压入位置、压入用手指部的压入方向也可以由用户适当地决定。另外,也可以是,机械手控制部431、臂控制部420基于由对象物信息取得部430取得的对象物信息来决定这些压入位置、压入方向。另外,压入用手指部不限于手指部21A、21C,也可以是其他手指部21的组合。在完成用于实现图8所示的机械手机构2的位置和形态的控制之后,臂控制部420控制臂机构3,使机械手机构2向图8所记载的空心箭头的方向移动,由此开始压入动作。
图9是表示利用压入用手指部21A及21C对袋状对象物10执行压入动作时的机械手机构2和袋状对象物10的情形的图。需要说明的是,图9中的空心箭头表示相对于袋状对象物10的压入方向。当开始压入动作时,首先,压入用手指部21A、21C的前端部与袋状对象物10接触。然后,进一步继续向图9中的空心箭头的方向压入的压入动作。由此,袋状对象物10发生变形,伴随于此,该袋状对象物10的内压变高。并且,随着压入动作中的压入用手指部21A、21C向袋状对象物10压入的压入量增加,该袋状对象物10的内压上升。在此,压入量可以定义为在压入动作开始后从压入用手指部21A、21C的前端部接触到袋状对象物10的位置起的、压入方向(图9中的空心箭头的方向)上的该压入用手指部21A、21C的前端部的位移量。图9中的虚线图示出压入用手指部21A、21C接触到袋状对象物10时的袋状对象物10。在图9中,将执行压入动作时的压入用手指部21A、21C的压入量记载为L。
此时,设置于压入用手指部21A、21C的前端部的压敏传感器70对从袋状对象物10受到的压力进行检测。因此,随着压入用手指部21A、21C向袋状对象物10压入的压入量的增加,该袋状对象物10的内压上升时,由设置于各压入用手指部21A、21C的前端部的压敏传感器70检测的压力也上升。传感器信息取得部433将由设置于各压入用手指部21A、21C的压敏传感器70检测到的压力分别作为独立的值而取得。并且,当由传感器信息取得部433取得的、通过设置于各压入用手指部21A、21C的压敏传感器70检测到的压力中的任意压力达到规定的压力以上时,臂控制部420停止用于使机械手机构2向图9中的空心箭头的方向移动的臂机构3的驱动。由此,停止对袋状对象物10的压入动作。在此,规定的压力是在后述的把持动作中,在用于把持的把持用手指部与袋状对象物10之间能够确保为了实现该对象物的把持的压力而足够的摩擦力。规定的压力也可以由用户基于实验等适当地决定。另外,也可以是,传感器信息取得部433基于由对象物信息取得部430取得的对象物信息来决定。需要说明的是,在压入动作中,机械手控制部431以不改变各压入用手指部21A、21C的前端部在机械手机构2的位置的方式对各压入用手指部21A、21C中的各马达进行伺服控制。另外,在本实施例中,压敏传感器70设置于机械手机构2的所有手指部21。但是,为了实现压入动作,压敏传感器70至少设置于成为压入用手指部的手指部(在本实施例中,为手指部21A及手指部21C)的前端部即可。如果在压入用手指部的前端部设置压敏传感器70,则能够判断袋状对象物10的内压是否上升到能够进行把持动作的程度。
(把持动作)
接着,基于图10对本实施例的把持动作的详细情况进行说明。图10是表示将在压入动作中用作压入用手指部的手指部21A、21C作为把持用手指部执行把持动作时的机械手机构2及袋状对象物10的情形的图。在本实施例中,在压入动作停止后执行把持动作。此时,在维持压入动作停止时的压入用手指部21A、21C压入袋状对象物10的状态的同时执行把持动作。更详细而言,如图10所示,机械手控制部431将用作压入用手指部的手指部21A、21C作为把持用手指部,在维持将该把持用手指部21A、21C压入袋状对象物10的状态的同时,使各自的第一关节部22A、22C弯曲(在图10中,箭头表示各手指部21A、21C的第一关节部22A、22C的弯曲的方向。)。由此,通过缩短把持用手指部21A、21C彼此的前端部之间的距离,来实现利用该把持用手指部21A、21C夹入袋状对象物10的动作即把持动作。需要说明的是,此时,也可以是,机械手控制部431通过使把持用手指部21A、21C各自的第二关节部23A、23C弯曲来实现把持动作。在此,即使使把持用手指部21A、21C各自的第一关节部22A、22C和/或第二关节部23A、23C弯曲,也能够维持压入动作停止时刻的各手指部21A、21C的前端部对袋状对象物10压入的压入量(图9中的压入量L)。因此,从袋状对象物10向把持用手指部21A、21C作用足够的反作用力。因此,在把持用手指部21A、21C与袋状对象物10之间,产生对于实现该袋状对象物10的把持而言足够的摩擦力。因此,容易维持袋状对象物10被把持用手指部21A、21C夹入的状态。其结果是,能够利用机械手机构2稳定地把持袋状对象物10。
<控制流程>
接着,基于图11所示的流程图对本实施例的执行袋状对象物10的把持时的把持系统的控制流程进行说明。本控制流程通过在臂控制装置42的臂控制部420及机械手控制装置43的机械手控制部431中执行规定的控制程序来实现。
在本流程中,首先,在S101中,基于由对象物信息取得部430取得的与袋状对象物10有关的对象物信息,决定用于执行压入动作的机械手机构2的位置及形态。接着,在S102中,机械手机构2的位置及形态被控制为在S101中决定的位置及形态。由此,在本实施例中,实现了如图8所示的用于执行压入动作的机械手机构2的位置及形态。
接着,在S103中,开始压入动作。即,成为压入动作用的形态的机械手机构2向压入方向(图8及图9中的空心箭头的方向)的移动开始。如上所述,在进行压入动作时,机械手机构2的压入用手指部21A、21C的前端部与袋状对象物10接触,然后被压入该袋状对象物10。接着,在S104中,判别由传感器信息取得部433取得的、通过设置于各压入用手指部21A、21C的压敏传感器70检测到的压力P1、P2中的任意压力是否达到规定的压力Pn以上。当在S104中进行了否定的判定时,再次执行该S104的处理。在该情况下,继续压入动作。即,继续机械手机构2向压入方向的移动。因此,机械手机构2的压入用手指部21A、21C的前端部对袋状对象物10的压入量增加。
另一方面,当在S104中进行了肯定的判定时,接着,在S105中,停止压入动作。即,停止机械手机构2向压入方向的移动。然后,机械手机构2的位置被维持在压入动作停止的时刻的位置。当在S105中停止压入动作时,执行S106的处理。在S106中,由把持用手指部21A、21C进行的把持动作开始。由此,在维持机械手机构2的手指部21A、21C的前端部被压入袋状对象物10的状态的同时,利用该手指部21A、21C夹入该袋状对象物10。
需要说明的是,在本实施例中,在由压入用手指部21A、21C进行的压入动作停止后,开始由把持用手指部21A、21C进行的把持动作。但是,也可以是,在由于压入动作而由设置于压入用手指部21A、21C的压敏传感器70检测到的压力中的任意压力达到规定的压力以上时,一边继续压入动作一边开始把持动作。
(变形例1)
在上述实施例中,作为压入用手指部,使用了两根手指部21A、21C。但是,压入用手指部不限于两根。也就是说,也可以使用机械手机构2中的四根手指部21或三根手指部21作为压入用手指部。在该情况下,也与上述实施例同样地,在各压入用手指部彼此的前端部之间隔开规定的间隔来执行压入动作。需要说明的是,即使在将机械手机构2中的四根手指部21或三根手指部21用作压入用手指部的情况下,也至少在作为压入用手指部使用的各手指部21的前端部设置压敏传感器70。另外,即使在将机械手机构2中的四根手指部21或三根手指部21用作压入用手指部的情况下,也能够将用作压入用手指部的各手指部21也作为把持用手指部使用而进行把持动作。需要说明的是,压入用手指部的数量可以由用户适当地决定。另外,也可以是,压入用手指部的数量由机械手控制部431基于由对象物信息取得部430取得的对象物信息来决定。
(变形例2)
另外,如果将机械手机构2中的至少两根手指部21用于把持动作,则能够把持袋状对象物10。因此,不一定需要将用作压入用手指部的所有手指部21作为把持用手指部使用。也就是说,在将机械手机构2中的三根手指部21作为压入用手指部使用的情况下,也可以将该三根压入用手指部中的两根用作把持用手指部来进行把持动作。另外,在将机械手机构2中的四根手指部21作为压入用手指部使用的情况下,也可以将该四根压入用手指部中的两根或三根用作把持用手指部来进行把持动作。但是,在这些情况下,电是在维持将多个压入用手指部的前端部压入袋状对象物10的状态的同时,执行由把持用手指部进行的把持动作。另外,也可以将与作为压入用手指部使用的手指部21不同的手指部21用作把持用手指部。
<实施例2>
本实施例的把持系统的概要结构与上述实施例1相同。在本实施例中,将机械手机构2的四根手指部21中的一部分用作压入用手指部来执行压入动作。并且,使用机械手机构2的四根手指部21中的未用作压入用手指部的手指部21来执行把持动作。以下,基于图12对机械手机构2的手指部21中的使用两根手指部21A、21C作为压入用手指部、并且使用其他两根手指部21B、21D作为把持用手指部的例子进行说明。图12是用于对本实施例的压入动作及把持动作进行说明的图。
在本实施例中,与在上述实施例1中图8及图9所示的情况相同,将机械手机构2中的手指部21A、21C用作压入用手指部来执行压入动作。需要说明的是,在本实施例中,压入用手指部21A、21C彼此的前端部之间的距离也成为隔开规定的距离以上的状态。另外,如图12所示,在本实施例中,未用作压入用手指部的手指部21B、21D被以在压入动作中不与袋状对象物10接触的方式控制其形态。并且,在由设置于各压入用手指部21A、21C的压敏传感器70检测到的压力中的任意压力达到规定的压力以上时,停止压入动作。
在停止压入动作时,将未用作压入用手指部的手指部21B、21D作为把持用手指部来执行把持动作。此时,在维持压入动作停止时的压入用手指部21A、21C被压入袋状对象物10的状态的同时,执行把持动作。需要说明的是,通过机械手控制部431使各把持用手指部21B、21D各自的关节部沿利用把持用手指部21B、21D夹入袋状对象物10的方向驱动而实现把持动作(在图12中,箭头表示各把持用手指部21B、21D的关节部的驱动方向)。需要说明的是,在把持动作中,机械手控制部431以不改变压入用手指部21A、21C的位置的方式对压入用手指部21A、21C各自的各马达进行伺服控制。
如上所述,在本实施例中,在维持压入用手指部21A、21C的前端部被压入袋状对象物10的状态的同时,利用把持用手指部21B、21D夹入该袋状对象物10。因此,从袋状对象物10向把持用手指部21B、21D作用足够的反作用力。因此,在把持用手指部21B、21D与袋状对象物10之间产生对于实现该袋状对象物10的把持而言足够的摩擦力。因此,容易维持袋状对象物10被把持用手指部21B、21D夹入的状态。其结果是,能够利用机械手机构2稳定地把持袋状对象物10。
但是,如上述实施例2那样,在利用与压入用手指部21A、21C不同的把持用手指部21B、21D进行把持动作的情况下,在停止了压入动作之后,使把持用手指部21B、21D与袋状对象物10接触,然后,利用该把持用手指部21B、21D夹入该袋状对象物10。与此相对,如上述实施例1那样,在将压入用手指部也用作把持用手指部进行把持动作的情况下,在停止了压入动作的时刻,已经成为把持用手指部接触到袋状对象物10的状态。因此,能够在刚停止压入动作之后,利用把持用手指部夹入袋状对象物。因此,在如上述实施例1那样将压入用手指部也用作把持用手指部而进行把持动作的情况下,与如上述实施例2那样利用与压入用手指部不同的把持用手指部进行把持动作的情况相比,能够缩短袋状对象物10的把持所涉及的生产节拍时间。
需要说明的是,本实施例在由压入用手指部21A、21C进行的压入动作停止后,开始由把持用手指部21B、21D进行的把持动作。但是,也可以是,在由于压入动作而由设置于压入用手指部21A、21C的压敏传感器70检测到的压力中的任意压力达到规定的压力以上时,一边继续压入动作一边开始把持动作。另外,在机械手机构2中,也可以使用用作压入用手指部的手指部和压入用手指部以外的手指部,来执行把持动作。但是,在该情况下,也在维持将压入用手指部压入袋状对象物10的状态的同时,执行把持动作。
(变形例)
也可以仅将机械手机构2中的一根手指部21用作压入用手指部来进行压入动作。在该情况下,在由一根压入用手指部进行的压入动作开始后,在由设置于该压入用手指部的压敏传感器70检测到的压力达到规定的压力以上时,停止该压入动作。然后,在维持一根压入用手指部被压入袋状对象物10的状态的同时,执行由把持用手指部进行的把持动作。
但是,在压入用手指部仅为一根的情况下,与压入用手指部为多个的情况相比,执行压入动作时的压入用手指部对袋状对象物10的压入量变大。换言之,如图8、9或图12例示的那样,在以将至少两根手指部用作压入用手指部且将压入用手指部彼此的前端部之间的距离隔开规定的距离以上的状态进行压入动作的情况下,与利用一根压入用手指部进行压入动作的情况相比,能够更减小将袋状对象物10的内压提高相同程度时的压入用手指部对该袋状对象物10的压入量。即,能够更减小压入动作停止时的压入用手指部对袋状对象物10的压入量。通过这样压入用手指部对袋状对象物的压入量变小,由此能够抑制伴随着压入动作而导致该袋状对象物10的内容物破损的情况。另外,通过压入用手指部对袋状对象物10的压入量变小,由此能够缩短从压入动作开始起到把持动作开始为止所花费的时间。其结果是,能够缩短袋状对象物的把持所涉及的生产节拍时间。
附图标记说明:
1…把持系统;2…机械手机构;20…基座部;21…手指部;22…第一关节部;23…第二关节部;211…第一指连杆部;212…第二指连杆部;213…基端部;3…臂机构;30a…第一关节部;30b…第二关节部;30c…第三关节部;30d…第四关节部;30e…第五关节部;30f…第六关节部;31…第一臂连杆部;32…第二臂连杆部;33…第三臂连杆部;34…第四臂连杆部;35…第五臂连杆部;36…连接构件;4…底座部;42…臂控制装置;420…臂控制部;421…马达状态量取得部;43…机械手控制装置;430…对象物信息取得部;431…机械手控制部;432…马达状态量取得部;433…传感器信息取得部;70…压敏传感器。

Claims (5)

1.一种把持系统,其具备:机械手机构,其利用多个手指部来把持对象物;以及控制装置,其在把持所述对象物时对所述机械手机构进行控制,其中,
当所述对象物是在其内部封入有流体的袋状对象物的情况下,将所述机械手机构的所述多个手指部中的至少一根手指部作为压入用手指部,
在所述机械手机构中的成为所述压入用手指部的手指部的前端部设置有压力检测部,
在所述对象物是所述袋状对象物的情况下,所述控制装置使所述机械手机构的所述压入用手指部的前端部与所述袋状对象物接触而压入所述袋状对象物后,由设置于一根所述压入用手指部的所述压力检测部检测到的压力达到规定的压力以上之后,或者使所述机械手机构的所述压入用手指部的前端部与所述袋状对象物接触而压入所述袋状对象物后,由设置于各压入用手指部的所述压力检测部检测到的压力中的任意压力达到规定的压力以上之后,在将所述压入用手指部压入所述袋状对象物的状态下执行利用所述多个手指部中的至少两根手指部夹入所述袋状对象物的动作即把持动作。
2.根据权利要求1所述的把持系统,其中
所述压入用手指部是至少两根手指部,所述控制装置在将所述压入用手指部彼此的前端部之间的距离隔开规定的距离以上的状态下,使各压入用手指部的前端部与所述袋状对象物接触而压入所述袋状对象物。
3.根据权利要求1所述的把持系统,其中,
所述控制装置在维持将所述压入用手指部压入所述袋状对象物的状态的同时,使用所述压入用手指部执行所述把持动作。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的把持系统,其中,
在所述压入用手指部是至少两根手指部的情况下,所述控制装置在使所述压入用手指部的前端部相对于与所述压入用手指部的压入方向垂直的平面的高度相同的状态下,使各压入用手指部的前端部与所述袋状对象物接触而压入所述袋状对象物。
5.一种把持方法,其利用具备多个手指部的机械手机构来把持对象物,其中,
当所述对象物是在其内部封入有流体的袋状对象物的情况下,将所述机械手机构的所述多个手指部中的至少一根手指部作为压入用手指部,
在所述机械手机构中,在成为所述压入用手指部的手指部的前端部设置有压力检测部,
所述把持方法包括如下步骤:
在所述对象物是所述袋状对象物的情况下,使所述压入用手指部的前端部与所述袋状对象物接触而压入所述袋状对象物;以及
在由设置于一根所述压入用手指部的所述压力检测部检测到的压力、或者由设置于各压入用手指部的所述压力检测部检测到的压力中的任意压力达到规定的压力以上之后,在将所述压入用手指部压入所述袋状对象物的状态下执行利用所述多个手指部中的至少两根手指部夹入所述袋状对象物的动作即把持动作。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104875205A (zh) * 2015-05-13 2015-09-02 天津大宇包装制品有限公司 包装袋高速码垛机械手
CN205257494U (zh) * 2015-12-03 2016-05-25 浙江巨隆化肥有限公司 包装袋码垛机械手
CN206395485U (zh) * 2016-09-14 2017-08-11 东莞市联匠机械零部件有限公司 物料抓取系统
CN109176591A (zh) * 2018-10-29 2019-01-11 太原理工大学 一种柔性自适应机械手
JP2019034399A (ja) * 2017-08-10 2019-03-07 株式会社京都製作所 把持装置
WO2019044923A1 (ja) * 2017-08-31 2019-03-07 川崎重工業株式会社 把持装置

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007007859A (ja) * 1996-08-05 2007-01-18 Yaskawa Electric Corp 多関節多指ハンドの物体把持方法
JP2008528408A (ja) 2005-02-05 2008-07-31 プラース−リンク,アンドレアス 汎用把持装置および保持装置
JP5024227B2 (ja) 2008-08-07 2012-09-12 トヨタ自動車株式会社 ロボットハンド
JP2010069584A (ja) * 2008-09-19 2010-04-02 Yaskawa Electric Corp マニピュレータの制御装置および制御方法
US8483880B2 (en) * 2009-07-22 2013-07-09 The Shadow Robot Company Limited Robotic hand
US8662552B2 (en) 2010-02-23 2014-03-04 Massachusetts Institute Of Technology Dexterous and compliant robotic finger
EP3954512A3 (en) 2011-03-21 2022-03-02 SRI International Inc. Mobile robotic manipulator system
US9004559B2 (en) 2012-11-09 2015-04-14 Irobot Corporation Compliant underactuated grasper
US8991885B2 (en) 2012-11-09 2015-03-31 Irobot Corporation Compliant underactuated grasper
CN107756425B (zh) 2012-11-09 2021-08-31 艾罗伯特公司 顺从欠促动抓紧器
US9089977B2 (en) * 2012-11-09 2015-07-28 Irobot Corporation Compliant underactuated grasper
JP2015071207A (ja) * 2013-10-03 2015-04-16 株式会社豊田自動織機 ロボットハンドおよびその制御方法
US9492928B2 (en) * 2014-11-05 2016-11-15 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Interconnected phalanges for robotic gripping
CA3011733A1 (en) 2016-01-20 2017-07-27 Soft Robotics, Inc. Soft robotic grippers for cluttered grasping environments, high acceleration movements, food manipulation, and automated storage and retrieval systems
JP7155479B2 (ja) * 2017-05-15 2022-10-19 Thk株式会社 ハンド機構、把持システム、および把持プログラム
CN208775821U (zh) * 2018-07-17 2019-04-23 青岛宏岩辅料印刷有限公司 一种包装袋导入机械手

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104875205A (zh) * 2015-05-13 2015-09-02 天津大宇包装制品有限公司 包装袋高速码垛机械手
CN205257494U (zh) * 2015-12-03 2016-05-25 浙江巨隆化肥有限公司 包装袋码垛机械手
CN206395485U (zh) * 2016-09-14 2017-08-11 东莞市联匠机械零部件有限公司 物料抓取系统
JP2019034399A (ja) * 2017-08-10 2019-03-07 株式会社京都製作所 把持装置
WO2019044923A1 (ja) * 2017-08-31 2019-03-07 川崎重工業株式会社 把持装置
CN109176591A (zh) * 2018-10-29 2019-01-11 太原理工大学 一种柔性自适应机械手

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