CN113692335A - 吸附垫及变形测量装置 - Google Patents

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CN113692335A CN201980095434.5A CN201980095434A CN113692335A CN 113692335 A CN113692335 A CN 113692335A CN 201980095434 A CN201980095434 A CN 201980095434A CN 113692335 A CN113692335 A CN 113692335A
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suction
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唐子征久
川上真司
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Abstract

本公开的一方面所涉及的吸附垫(112)是通过负压吸附对象物(61)的吸附垫，该吸附垫具备固定于支承体(126)的固定部(117)、以及由于所述负压而变形的可变部(118)，在可变部(118)中相对于所述固定部(117)的位置随着变形而变化的相互分离的多个部位形成有能够光学识别的图案，所述图案是跨所述多个部位而连续的图案、或者是分别形成于所述多个部位中的每个部位的多个图案。

Description

吸附垫及变形测量装置
技术领域
本发明涉及吸附垫及变形测量装置。
背景技术
作为现有技术，已知具备由多个臂部件构成的机械臂的作业用机器人。例如，在专利文献1中公开了用于搬运被搬运物的搬运机器人且保持被搬运物的机械手(机械臂)，该机械手具备：手主体；多个波纹管式吸附垫，其设置于手主体，能通过弹力向轴心方向伸缩，并且利用真空压力吸附被搬运物；以及轴长传感器，其测定吸附状态下的各波纹管式吸附垫的轴长。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本国公开专利公报“特开2011-107011号”
发明内容
发明要解决的技术问题
在上述的现有技术中，机械手的轴长传感器检测被搬运物，不检测吸附垫的变形量，有可能无法精度良好地判定吸附垫是否吸附于被搬运物。另外，如果要通过吸附垫的变形量的变化来控制机械手的动作，专利文献1所公开的吸附垫存在无法测量变形量的可能性。
本发明的一个方面是鉴于这种实际情况而完成的，其目的在于提供变形量可测量的吸附垫。
用于解决技术问题的技术方案
本发明为了解决上述问题而采用以下构成。
即、本公开的一个方面所涉及的吸附垫是通过负压吸附对象物的吸附垫，所述吸附垫具备：固定部，固定于支承体；以及可变部，由于所述负压而变形，在所述可变部中相对于所述固定部的位置随着变形而变化的彼此分离的多个部位，形成有能够光学识别的图案，所述图案是跨所述多个部位而连续的图案、或者是分别形成于所述多个部位中的每个部位的多个图案。
通过所述构成，作为吸附垫的变形量，可以测量吸附垫的压入量和倾斜，可以精度良好地检测吸附垫与对象物是否接触。
也可以是在所述一个方面所涉及的吸附垫中，所述图案是格子状的图案。
通过所述构成，可以更详细地测量吸附垫的变形量，可以精度更好地检测吸附垫与对象物是否接触。
也可以是在所述一个方面所涉及的吸附垫中，在能从一个视点视觉识别的所述可变部的所述多个部位形成有标记。
通过所述构成，可以更准确地测量吸附垫的变形量，可以精度良好地检测吸附垫与对象物是否接触。
也可以是在所述一个方面所涉及的吸附垫中，在从所述吸附垫的侧方观察时，在所述可变部中的相互分离的至少三个部位形成有标记。
通过所述构成，作为吸附垫的变形量，可以测量吸附垫的压入量以及吸附垫的两个方向的倾斜，可以精度良好地检测吸附垫与对象物是否接触。
也可以是在所述一个方面所涉及的吸附垫中，所述图案与所述可变部的与所述对象接触的部位相邻地形成。
根据所述构成，在吸附垫的变形量变大的、吸附垫与对象物的接触部的附近形成有图案，因此，易于检测变形量。
也可以是在所述一个方面所涉及的吸附垫中，所述可变部是波纹管形状。
根据所述构成，易于检测吸附垫的变形量，吸附垫所具备的变形测量装置的测量精度得以提高。
也可以是在所述一个方面所涉及的吸附垫中，所述图案由回归性反射材料形成。
根据所述构成，易于检测吸附垫的变形量，吸附垫所具备的变形测量装置的测量精度得以提高。
另外，本公开的一个方面所涉及的变形测量装置具备：所述吸附垫；图像获取部，获取拍摄了所述可变部而得到的图像数据；特征点确定部，根据所述图像数据所包含的所述图案，确定与所述可变部的所述多个部位对应的所述图像数据的多个特征点；以及变形量确定部，根据所述多个特征点，确定所述可变部的所述多个部位的变形量。
根据所述构成，通过确定吸附垫的变形量，可以精度良好地判定吸附垫是否吸附于对象物。
也可以是所述一个方面所涉及的变形测量装置具备：摄像装置，所述摄像装置配置于所述吸附垫的侧方，对所述可变部进行拍摄。
根据所述构成，可以根据对吸附垫的可变部进行拍摄所获得的图像数据来确定特征点，可以确定可变部的变形量。
发明效果
根据本发明的一个方式，可以提供变形量可测量的吸附垫。
附图说明
图1是示出本实施方式所涉及的吸附垫的外观构成的一个例子的图。(a)是侧视图，(b)是俯视图，(c)是侧视图，(d)是侧视图。
图2是示出本实施方式所涉及的吸附垫的变形量的一个例子的图。
图3是示出本实施方式所涉及的吸附垫的外观构成的一个例子的图。
图4是示出本实施方式所涉及的吸附垫的变形量确定的一个例子的图。
图5的(a)是示出本实施方式所涉及的变形测量装置的构成的一个例子的图。图5的(b)是示出本实施方式所涉及的变形测量装置的构成的一个例子的局部放大图。
图6是示出本实施方式所涉及的变形测量装置的概要构成的一个例子的框图。
图7的(a)是示出输入本实施方式所涉及的变形测量装置的特征点确定部的图像数据的一个例子的图。图7的(b)是示出本实施方式所涉及的变形测量装置的特征点确定部的处理的一个例子的图。图7的(c)是示出从本实施方式所涉及的变形测量装置的特征点确定部输出的坐标值的一个例子的图。
图8是示出本实施方式所涉及的移动吸附装置的硬件构成的一个例子的示意图。
图9是示出本实施方式所涉及的变形测量装置的校准处理流程的一个例子的流程图。
图10是示出本实施方式所涉及的变形测量装置的处理流程的一个例子的示意图。
图11是示出本实施方式所涉及的变形测量装置的处理流程的一个例子的流程图。
图12是说明本实施方式所涉及的吸附垫的姿势控制的图。
图13是示出本发明的一实施方式的变形测量装置的动作的流程图。
图14是示出本发明的另一实施方式的变形测量装置的动作的流程图。
图15是示出本发明的又一实施方式的变形测量装置的动作的流程图。
图16的(a)是示出本实施方式所涉及的变形测量装置的变形例1的构成的一个例子的局部放大图。图16的(b)是示出本实施方式的变形测量装置的变形例2的构成的一个例子的局部放大图。
图17是示出本实施方式所涉及的变形测量装置的变形例3的概要构成的一个例子的框图。
图18是示出本实施方式所涉及的变形测量装置的变形例3的处理流程的一个例子的流程图。
具体实施方式
基于附图对本发明的一个方面所涉及的实施方式(以下，也标记为“本实施方式”)进行说明。
§1应用例
图1是示出本实施方式所涉及的吸附垫112的构成例的图。图2是用于说明本实施方式所涉及的吸附垫112的变形量的示意图。使用图1和图2对应用本发明的场景的一个例子进行说明。吸附垫112能安装于将对象物搬运到目标位置的移动机器人的臂的前端。
如图1所示，吸附垫112是通过负压吸附对象物的吸附垫，该吸附垫112具备固定于支承体的固定部117、以及由于负压而变形的可变部118。另外，在可变部118的、相对于固定部117的位置随着变形而变化的相互分离的多个部位，形成有可光学识别的图案。图案是跨多个部位而连续的图案。或者，图案是分别形成于所述多个部位中的每个部位的多个图案。作为图案的例子，可以列举出通过排列多个单位形状从而形成的图案等。作为单位形状，可以列举出格子、点、直线、曲线、圆、各种多边形以及它们的组合等。多个单位形状的间隔既可以是相等间隔，也可以是非相等间隔。吸附垫112只要是可以由于负压而变形并吸附于对象物来把持对象物的结构即可，并没有特别限定。
可光学识别的图案形成于吸附垫112的可变部，从而可以测量吸附垫112的三维变形。另外，可光学识别的图案形成于相对于固定部117的位置随着变形而变化的相互分离的多个部位(以下，简称为“可变部118的多个部位”)，从而可以检测吸附垫112的变形量。并且，可以根据吸附垫112的变形量，精度良好地检测吸附垫112与对象物是否接触。另外，可以不依赖于吸附垫112的形状和原材料地测定吸附垫112的变形量。
(吸附垫112的变形量的定义)
使用图2对吸附垫112的变形量的定义进行说明。
首先，使用图2的(a)对吸附垫112的变形量的定义1进行说明。
如图2的(a)所示，吸附垫112具有大致圆锥形的形状，成为下表面(吸附面)开放的大致圆锥形的形状。这里，在与未发生变形的吸附垫的吸附面平行的相互正交的两个方向上取X轴、Y轴，在未发生变形的吸附垫的吸附面的法线方向上取Z轴。在吸附垫112的变形量的定义1中，通过绕X轴的旋转量Mx和绕Y轴的旋转量My表示吸附垫112的倾斜。在定义1中，通过Mx、My以及Z轴方向的压入量Z表示吸附垫112的变形量。
然后，使用图2的(b)对吸附垫112的变形量的定义2进行说明。
将吸附垫112的未变形的吸附垫的吸附面的中心与变形时的吸附面的中心连接的矢量设为P。另外，将变形时的吸附垫112的单位法线矢量设为N。在定义2中，将矢量N向X轴的投影设为ex，将矢量N向Y轴的投影设为ey，将矢量P向Z轴的投影设为ez。换言之，在定义2中，将矢量N的X轴成分设为ex，将矢量N的Y轴成分设为ey，将矢量P的Z轴成分设为ez。在定义2中，通过{ex，ey，ez}表示吸附垫112的变形量。
关于吸附垫112的变形量，在定义1和定义2中能得到等价的信息量。
§2构成例
<吸附垫>
图1是示出本实施方式所涉及的吸附垫112的构成的一个例子的图。图3是示出本实施方式所涉及的吸附垫的构成的一个例子的图。图4是示出本实施方式所涉及的吸附垫的变形量确定的一个例子的图。下面，关于本发明的实施方式所涉及的吸附垫112的构成，基于图1、3以及4详细地进行说明。
在图1的例子中，吸附垫112具备固定部117和可变部118。
图1的(a)是吸附垫112的侧视图，图1的(b)是图1的(a)的吸附垫112的俯视图的一个例子。在图1的(a)和(b)的例子中，在吸附垫112的可变部118形成有格子状的图案151。通过在可变部118形成有格子状的图案151，从而可以精度良好地测量吸附垫112的变形量，可以精度良好地检测吸附垫112与对象物的接触。格子状的图案151既可以是由回归性(回复)反射材料形成的图案，也可以是有色的图案。基于可以精度良好地测量吸附垫112的变形量这一点，优选格子状的图案151是由回归性反射材料形成的图案。
图1的(c)是另一吸附垫112的侧视图的一个例子。在图1的(c)的例子中，在吸附垫112的可变部118形成有圆形的图案152，但是，该图案的形状只要是能视觉识别形成有图案的部位的位移即可，并没有特别限定。作为图案的形状的例子，可以列举出圆形、四边形、星形以及十字形等。该图案既可以是由回归性反射材料形成的图案，也可以是有色的图案。基于可以精度良好地测量吸附垫112的变形量这一点，优选是由回归性反射材料形成的图案。
另外，在图1的(c)的例子中，在能从照相机等的一个视点视觉识别的、可变部118的三个部位处标注有标记(图案)152。即、在从吸附垫112的侧方观察时，在可变部118的相互分离的三个部位处标注有标记(图案)152。吸附垫112的侧方表示与垂直于吸附垫112的吸附面的轴垂直的方向。由于在能从一个视点视觉识别的、可变部118的多个部位处形成有标记，从而可以通过图像等获取吸附垫112的变形前后的状态，可以基于获取数据来计算吸附垫112的变形量。另外，在从吸附垫112的侧方观察时，由于在可变部118的相互分离的三个部位处形成有标记，从而可以根据通过一个照相机所获取的图像来测量图2的(a)所示的压入量Z、表示两个方向上的倾斜的两个旋转量(倾斜量)Mx及My。
图1的(d)是另一吸附垫112的侧视图的一个例子。在图1的(d)的例子中，吸附垫112的可变部118是波纹管形状。在可变部118是波纹管形状时，吸附垫112的前端部(吸附面侧)的变形量变大。因此，可以精度更好地检测吸附垫112与对象物是否接触。
另外，在离吸附面近的可变部118的部分等可变部118的位移大的部位标注图案时，变形量易于被检测。因此，希望可变部118的图案与可变部118与对象物接触的部位相邻地形成。
图3的(a)是另一吸附垫112的侧视图的一个例子。在图3的(a)的例子中，在能从照相机等的一个视点视觉识别的、可变部118的一个部位形成有圆形的图案152。由于在能从照相机等的一个视点视觉识别的、可变部118的一个部位形成有图案，从而可以测量图2的(a)所示的压入量Z。
图3的(b)是另一吸附垫112的侧视图的一个例子。在图3的(b)的例子中，在能从照相机等的一个视点视觉识别的、可变部118的两个部位形成有圆形的图案152。例如，两个图案152分别相对于可变部118的中心而形成于两侧。由于在能从照相机等的一个视点视觉识别的、可变部118的两个部位形成有图案，从而可以测量图2的(a)所示的压入量Z、以及表示倾斜的旋转量(倾斜量)Mx或My中的一方。
图3的(c)是另一吸附垫112的侧视图的一个例子。在图3的(c)的例子中，在能从照相机等的一个视点视觉识别的可变部118形成有格子状的图案151。由于在能从照相机等的一个视点视觉识别的可变部118形成有格子状的图案151，从而可以测量图2的(a)所示的压入量Z、表示两个方向上的倾斜的两个旋转量(倾斜量)Mx及My。因而，可以精度良好地检测吸附垫与对象物是否接触。
图3的(d)是另一吸附垫112的侧视图的一个例子。在图3的(d)的例子中，在能从照相机等的一个视点视觉识别的、可变部118的三个部位形成有圆形的图案152。例如，三个图案152分别形成于可变部118的中心、以及相对于可变部118的中心的两侧这三个部位。由于在能从照相机等的一个视点视觉识别的、可变部118的三个部位形成有图案，从而可以测量图2的(a)所示的压入量Z、表示两个方向上的倾斜的两个旋转量(倾斜量)Mx及My。因此，可以精度良好地检测吸附垫与对象物是否接触。
图4是图3的(d)的吸附垫112的变形量确定的一个例子。在图4中，dl表示圆形的图案153的中心位置的移动量(移动距离)。dc表示圆形的图案154的中心位置的移动量(移动距离)。dr表示圆形的图案155的中心位置的移动量(移动距离)。
图4的(a)是未变形的吸附垫112的主视图的一个例子。图4的(b)是从A方向观察图4的(a)的吸附垫112时的侧视图的一个例子。在图4的(a)所示的吸附垫112中，左右的图案153、155形成于相对于中央的图案154对称的部位。
图4的(c)是确定作为变形量之一的压入量的一个例子。图4的(c)是在Z轴方向上被压入的吸附垫112的主视图的一个例子。图4的(d)是从A方向观察图4的(c)的吸附垫112时的侧视图的一个例子。在图4的(c)和(d)的例子中，压入量可以通过以下的式(1)来确定。
压入量＝(dl+dr)/2…(1)
图4的(e)是确定旋转量(倾斜量)的一个例子，该旋转量表示作为变形量之一的倾斜。图4的(e)是从照相机等的一个视点观察时产生了横向的倾斜的吸附垫112的主视图的一个例子。图4的(f)是从A方向观察图4的(e)的吸附垫112时的侧视图的一个例子。在图4的(e)和(f)的例子中，倾斜量可以通过以下的式(2)来确定。
倾斜量＝W1×(dl-dr)/2…(2)
在式(2)中，W1是通过后述的校准来决定的常数。
图4的(g)是确定旋转量(倾斜量)的一个例子，该旋转量表示作为变形量之一的倾斜。图4的(g)是从照相机等的一个视点向进深方向产生了倾斜的吸附垫112的主视图的一个例子。图4的(h)是从A方向观察图4的(g)的吸附垫112时的侧视图的一个例子。在图4的(g)和(h)的例子中，倾斜量可以通过以下的式(3)来确定。
倾斜量＝W2×(dc-(dl+dr)/2)…(3)
在式(3)中，W2是通过后述的校准来决定的常数。
<变形测量装置>
图5的(a)是示出本实施方式所涉及的变形测量装置1的构成的一个例子的图。图5的(b)是图5的(a)的变形测量装置1的局部放大图的一个例子。图6是示出本实施方式所涉及的变形测量装置1的概要构成的一个例子的框图。图7的(a)是示出输入本实施方式所涉及的变形测量装置1的特征点确定部123的图像数据的一个例子的图。图7的(b)是示出本实施方式所涉及的变形测量装置1的特征点确定部123的处理的一个例子的图。图7的(c)是示出从本实施方式所涉及的变形测量装置1的特征点确定部123输出的坐标值的一个例子的图。然后，基于图5～图7对本发明的实施方式所涉及的变形测量装置1的构成进行详细说明。
在图5的(a)的例子中，变形测量装置1具备机械臂11和真空泵(未图示)。机械臂11具备吸附垫112、摄像装置121、固定吸附垫112的支承体126、以及机械手部111。支承体126设置于机械手部111的手指尖的安装末端执行器的部分。吸附垫112的固定部117固定于支承体126。在图5的(b)的例子中，摄像装置121以配置于吸附垫112的侧方的方式固定于支承体126，并对吸附垫112的可变部118进行拍摄。由于具备摄像装置121，从可以通过图像等来获取吸附垫112的可变部118的变形前后的状态，可以基于获取数据来计算吸附垫112的变形量。
在图6的例子中，变形测量装置1具备吸附垫112、摄像装置121、机械手部111、图像处理部119、以及机械手控制部13。另外，图像处理部119具备图像获取部120、特征点确定部123、以及变形量确定部124。
摄像装置121对吸附垫112的可变部118进行拍摄。图像数据既可以是黑白图像数据，也可以是彩色图像数据。图7的(a)的例子是由摄像装置121拍摄到的图像数据所示的图像，拍摄有吸附垫112和对象物61。
图像获取部120获取通过摄像装置121拍摄到的图像数据。并且，将该图像数据输入到特征点确定部123。
特征点确定部123确定从图像获取部120输入的图像数据所包含的可变部118的特征点。在图7的(b)的例子中，在特征点确定部123中，根据所输入的图7的(a)的图像数据中包含的形成于可变部118的图案，确定与可变部118的多个部位对应的图像数据中的特征点1～6。并且，将各特征点的图像坐标系中的坐标值输出到变形量确定部124。图7的(c)的例子是从特征点确定部123输出的特征点1～6的坐标值。特征点确定部123将未变形的固定部117的坐标(多个坐标)也确定为基准坐标。可以根据相对于基准坐标的特征点的坐标获得特征点的位移。
变形量确定部124根据被从特征点确定部123输出的特征点(坐标值)和固定部117的坐标，确定可变部118的多个部位的变形量(进而吸附垫的变形量)。将该针对所输入的特征点来确定(预测)并输出变形量的函数称为吸附垫变形量的预测模型。预测模型既可以是使用了吸附垫112的机构、原材料等预见信息的白盒模型，也可以是能够近似神经网络等非线性的输入输出系统的黑盒模型。
另外，为了根据吸附垫变形量的预测模型来精度良好地确定变形量，也可以进行预测模型的参数调整(校准)。将通过校准所获得的参数称为校准参数。该校准也被称为变形测量装置的校准。关于校准处理的方法将在后面描述。
机械手控制部13基于通过变形量确定部124所确定的变形量来决定机械手部111的动作。并且，向机械手部111指示所决定的机械手部111的动作。
机械手部111基于来自机械手控制部13的指示，与机械臂11的吸附垫112一起驱动。
<移动吸附装置>
然后，使用图8的(a)和(b)来说明具备本实施方式所涉及的变形测量装置的移动吸附装置100的硬件构成的一个例子。
图8是示意性地例示本实施方式所涉及的移动吸附装置100的构成的一个例子的框图。在图8的例子中，本实施方式所涉及的移动吸附装置100具备变形测量装置1、搬运部2、以及电池3。变形测量装置1具备机械臂11、真空泵12、以及动作控制部(机械手控制部)13。机械臂11具备机械手部111、吸附垫112、变形信息获取部113、以及动作控制部13。
(变形信息获取部)
变形信息获取部113获取吸附垫112的变形的信息。例如，变形信息获取部113从应变传感器114获取表示吸附垫112的变形的数据。变形信息获取部113根据表示变形的数据来确定吸附垫112的变形量。关于变形量的具体例将在后面描述。
或者，变形信息获取部113也可以从应变传感器114获取变形量、变形速度、或变形加速度的信息作为变形的信息。在这种情况下，应变传感器114进行求出变形量、变形速度、或变形加速度的处理。
变形信息获取部113也可以从多个应变传感器获取关于吸附垫112的多个部位的变形的信息。不过，在本实施方式中，变形信息获取部113只要是可以获取吸附垫112的变形的信息即可，并没有特别限定。在本实施方式中，变形信息获取部113也可以例如从配置或者内置于吸附垫112的一个以上的传感器获取变形的信息。由于传感器配置或者内置于吸附垫112，从而可以适当地检测吸附垫112的变形。在传感器内置于吸附垫112的情况下，可以将传感器内置于配置有应变传感器114的吸附垫112的部位所对应的吸附垫112的内部。作为内置于吸附垫112的传感器，例如可以列举出应变仪式传感器、以及由含有碳纳米管和碳树脂等导体原材料的橡胶或树脂构成的感压导电性传感器等。
作为一个例子，变形信息获取部113也可以代替应变传感器114而从一个以上的光位移仪(激光位移仪等距离传感器)或形状测量传感器获取变形的信息。例如，以与应变传感器114同样的方式在吸附垫112上配置一个以上的光位移仪或形状测量传感器。另外，光位移仪或形状测量传感器检测通过吸附垫112所反射的光并测量吸附垫112的位移量，从而可以适当地检测吸附垫112的变形(测量形状变化)。特别是，即便是在吸附垫112上配置有一个二维形状测量传感器的情况下，也可以检测吸附垫112的多个部位的变形。作为光位移仪，例如可以列举出低成本的单距离位移传感器等。作为形状测量传感器，例如可以列举出作为智能传感器的二维形状测量传感器等。
作为另一例，变形信息获取部113也可以代替应变传感器114而包含接近传感器。例如，在变形信息获取部113包含接近传感器的情况下，以与应变传感器114同样的方式在吸附垫112上配置一个以上的接近传感器。另外，接近传感器通过测量接近传感器与吸附垫112之间的距离的位移量，从而可以适当地检测吸附垫112的变形(测量形状变化)。作为接近传感器，例如可以列举出超声波传感器、感应型接近传感器、静电电容型接近传感器以及光学式接近传感器等。
变形信息获取部113将吸附垫112的变形量、变形速度、或变形加速度等的变形数据输出到机械手控制部13和负压控制部21。
(异常判定部)
如果从吸附垫112停止吸附(吸引)对象物并使对象物脱离开始，规定期间后的吸附垫112的变形量为规定量以上，则异常判定部115也可以判定为对象物粘在吸附垫112上。换言之，如果从吸附垫112与对象物之间的空间变得不是真空状态(进行真空破坏)开始，规定期间后的吸附垫112的变形量为规定量以上，则异常判定部115也可以判定为对象物粘在吸附垫112上。
在这种情况下，异常判定部115可以发出警报、或使吸附垫112进行落下对象物的动作(放置动作)。由此，可以防止由于真空破坏后对象物保持粘在吸附垫112上的状态而不脱离引起的放置的失败。
[真空泵]
真空泵12产生与驱动量相应的负压，并将该负压提供给吸附垫112。这里，针对移动吸附装置100的变形测量装置1具备真空泵12的例子进行了说明。不过，在本实施方式中，移动吸附装置100的变形测量装置1也可以不具备真空泵12，而是例如在变形测量装置1和移动吸附装置100的外部存在真空泵12。由此，通过负压控制部21控制真空泵12的驱动量，也可以起到与上述的例子同样的效果。
[动作控制部]
动作控制部13包含CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)、RAM(RandomAccess Memory：随机存取存储器)或ROM(Read Only Memory：只读存储器)等，根据信息处理进行控制。另外，机械手控制部13基于从负压控制部21输出的机械手控制信号来控制机械臂11的机械手部111。由此，机械手控制部13通过机械手部111使吸附垫112移动。具体地说，机械手控制部13使机械手部111驱动，以使机械臂11的吸附垫112位于能够吸附对象物的作业位置。另外，机械手控制部13也可以使机械手部111动作，以使在吸附垫112位于作业位置后，吸附垫112相对于对象物的角度成为规定的角度。由此，能将吸附垫112的位置微调为更合适的位置。另外，机械手控制部13在吸附垫112吸附对象物后使机械手部111驱动，使得例如机械臂11的吸附垫112位于在机械手控制部13的上部设置的规定的箱子(未图示)的位置。
另外，机械手控制部13也可以基于吸附垫112的多个部位的多个变形量来决定为了重新吸附对象物而使吸附垫112移动的方向。
这里，在由吸附垫112进行的针对对象物的拣选动作(吸附动作)中，为了防止移动吸附装置100行进后的停止位置的偏差，移动吸附装置100通过2D视觉或3D视觉等来测量对象物与移动吸附装置100的位置关系，吸附垫112进行对象物的拣选动作。在这种情况下，存在由于对象物与移动吸附装置100的位置关系的测量误差，从而产生吸附垫112的针对对象物的拣选错误的可能性。
针对于此，根据上述的构成，即便是在吸附垫112没有紧贴于对象物的情况下，也可以使吸附垫112在重新吸附对象物的方向上移动。其结果是，可以防止吸附垫112的针对对象物的拣选错误。
另外，在吸附垫112的多个部位中，如果第一部位的变形量大于第二部位的变形量，机械手控制部13也可以为了重新吸附对象物而使吸附垫112向与第二部位相比靠第一部位侧(与变形量小的传感器的配置位置相反的一侧)移动。由此，可以适当地防止吸附垫112的吸附位置的偏差。其结果是，可以更加适当地防止吸附垫112的针对对象物的拣选错误。
[动作控制部]
动作控制部13也可以还具备接触点确定部131。接触点确定部131基于所述吸附垫112的变形(变形量、变形速度、或变形加速度)来确定所述吸附垫112的与所述对象物的接触点。另外，接触点确定部131在吸附垫112吸附着对象物的状态下，基于吸附垫112的变形(变形量、变形速度、或变形加速度)来确定所述对象物的与配置对象面的接触点。根据上述的构成，即便是对象物与移动吸附装置100的位置姿势关系存在测量误差，通过动作控制部13使机械手部111进行以由接触点确定部131确定的接触点为支点使吸附部(吸附垫)112的姿势向吸附面侧倾斜的动作，则可以吸收测量误差。其结果是，可以更加适当地防止吸附部112的针对对象物的拣选错误。
[搬运部]
搬运部(无人搬运车)2具备负压控制部(控制信号输出部)21、以及无人搬运车22。
(负压控制部)
负压控制部21包含CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random AccessMemory)或ROM(Read Only Memory：只读存储器)等，根据信息处理进行控制。负压控制部21例如由PLC(Programmable Logic Controller：可编程逻辑控制器)或者个人计算机等构成。负压控制部21基于从变形信息获取部113中的一个以上的应变传感器114接收的输出信号、以及从无人搬运车22中的搬运控制部221接收的搬运状态信号，来控制产生负压的真空泵12。
负压控制部21基于来自动作控制部13的信号来控制真空泵12的开启关闭。例如，在拣选对象物时，在根据吸附垫112的变形判定为吸附垫112充分地进行了对象物的压入的情况下，负压控制部21使真空泵开启。另外，在将对象物放置于台座上的情况下，当动作控制部13判定为对象物的整个底面与台座的配置对象面接触时，负压控制部21使真空泵关闭。
另外，负压控制部21对机械手控制部13输出用于控制机械手部111的机械手控制信号。
另外，负压控制部21也可以具备将模拟信号作为真空泵12的控制信号输出的模拟信号输出部211。模拟信号输出部211也可以进行使模拟信号单调增加或单调减少的控制。由此，可以使真空泵12的驱动量以斜坡状变化，因此，可以降低涌浪电流。另外，可以降低消耗电力，使控制稳定化。
(无人搬运车)
在图8的例子中，无人搬运车22具备搬运控制部221。搬运控制部221通过控制无人搬运车22的搬运来控制移动吸附装置100的移动(搬运)。例如，搬运控制部221使移动吸附装置100移动到可以通过机械臂11把持对象物的作业位置。另外，搬运控制部221在移动吸附装置100已经位于作业位置的情况下，不使移动吸附装置100移动。另外，无人搬运车22将表示无人搬运车22的搬运状态的信号、即搬运状态信号发送到负压控制部21。
[电池]
电池3控制移动吸附装置100的各部，即、通过将电力供给到变形测量装置1和搬运部2来控制移动吸附装置100的各部。
在上述的例子中，移动吸附装置100为通过电池3来动作的构成，但是，在本实施方式中并不限定于此。在本实施方式中，移动吸附装置100也可以成为从移动吸附装置100的外部经由电源线而被供给电力的构成。
[控制器]
控制器5具备获取吸附垫112的变形的信息的变形信息获取部113、以及根据吸附垫112的变形来控制吸附垫112的动作的动作控制部13。也就是说，动作控制部13根据吸附垫112的变形来变更吸附垫112的动作(移动方向、速度、和/或倾斜)。
控制器5还具备获取与对象物相关的信息的对象物信息获取部14、以及与配置对象物的台座相关的配置信息获取部15。
需要指出，也可以是移动吸附装置100自身具备控制器5，还可以是控制器5与移动吸附装置分体设置。例如，控制器5也可以是能够与移动吸附装置进行通信并将控制移动吸附装置的控制信号发送到移动吸附装置的构成。
§3动作例
首先，基于图9～图11对本实施方式的处理流程进行说明。
<校准处理>
图9是示出本实施方式所涉及的变形测量装置的校准处理流程的一个例子的流程图。
在步骤S01中，人或机器人将吸附垫112在Z轴方向上压入规定量。并且，在步骤S02中，记录通过步骤S01的处理所获得的压入量Z和特征点。
在步骤S03中，人或机器人使吸附垫112绕X轴倾斜规定量。并且，在步骤S04中，记录表示通过步骤S03的处理所获得的倾斜的旋转量(倾斜量)Mx和特征点。
在步骤S05中，人或机器人使吸附垫112绕Y轴倾斜规定量。并且，在步骤S06中，记录表示通过步骤S05的处理所获得的倾斜的旋转量(倾斜量)My和特征点。
在步骤S07中，基于所记录的变形量(压入量Z、倾斜量Mx及My)和特征点创建校准参数。例如，通过进行预测模型的参数调整以使输入根据基准坐标和特征点的坐标所获得的特征点的位移时的预测模型的输出与所记录的变形量的误差变小，从而可以确定预测模型的校准参数。这里，在将使用了吸附垫112的机构、原材料等预见信息的白盒模型用作预测模型的情况下，可以通过使预测模型输出的变形量与实际的变形量的平方误差为最小的拟合来进行校准参数的确定。另外，在将使用了神经网络等的黑盒模型用作预测模型的情况下，可以通过反向传播来进行校准参数，该反向传播决定神经网络的权重以使预测模型输出的变形量与实际的变形量的误差实现最小化。
测定变形量(压入量Z、倾斜量Mx及My)的顺序没有特别限定。
图10是示出本实施方式的处理流程的一个例子的示意图。图11是示出本实施方式的处理流程的一个例子的流程图。
在步骤S101中，机械手控制部13使吸附垫112接近对象物61(工件W)。图10的(a)的例子示出步骤S101。然后，在步骤S102中，判定吸附垫112是否与对象物61接触。可以通过吸附垫112的可变部118的变形量来判定吸附垫112是否与对象物61接触。如果变形量是阈值以上，则机械手控制部13判定为吸附垫112与对象物61接触。在判断为吸附垫112与对象物61接触的情况下(步骤S102中为“是”)，使吸附垫112吸附于对象物61(步骤S103)。图10的(b)的例子示出步骤S103。在判断为吸附垫112未与对象61接触的情况下(步骤S102中为“否”)，再次执行步骤S101～S102的处理。
在步骤S104中，机械手控制部13使机械手部111拿起对象物61。图10的(c)的例子示出步骤S104。然后，在步骤S105中，判定对象物61的拿起是否成功。可以通过吸附垫112的可变部118的变形量来判定对象物61的拿起是否成功。如果变形量在其它的阈值以下且成为一定，则机械手控制部13判定为对象物61的拿起成功。在判断为对象物61的拿起成功的情况下(步骤S105中为“是”)，将对象物61搬运到目标位置(步骤S106)。图10的(d)的例子示出步骤S106。在判断为对象物61的拿起失败的情况下(步骤S105中为“否”)，再次执行步骤S104～S105的处理。
在步骤S107中，机械手控制部13使对象物61下降到目标位置。图10的(e)的例子示出步骤S107。然后，在步骤S108中，判定对象物61是否与目标位置接触。可以通过吸附垫112的可变部118的变形量来判定对象物61是否与目标位置接触。如果变形量是其它的阈值以上，则机械手控制部13判定为对象物61与目标位置接触。在判断为对象物61与目标位置接触的情况下(步骤S108中为“是”)，解除吸附垫112的吸附(步骤S109)。图10的(f)的例子示出在步骤S108中为“是”的情况。在判断为对象物61未与目标位置接触的情况下(步骤S108中为“否”)，再次执行步骤S107～S108的处理。
然后，参照图13～图15对移动吸附装置100进行的工件W(被搬运物W、对象物61)的拣选和放置等动作进行说明。
<动作例1>
图13是示出本发明的一实施方式的移动吸附装置100的动作的流程图。首先，参照图13对吸附垫112吸附并拣选工件W时的动作例进行说明。
(步骤S10)
首先，在步骤S10中，动作控制部13使吸附垫112在竖直方向上下降，从而使吸附垫112接近工件W。
(步骤S12)
然后，在步骤S12中，动作控制部13判定吸附垫112的至少一部分是否与工件W接触。这里，在吸附垫112与工件W接触的情况下，吸附垫112产生XY方向的倾斜，通过矢量(ex，ey)的绝对值表示的吸附垫112的倾斜量超过阈值ε1、或者Z轴方向的压入量ez超过阈值ε2，因此，以下的式子成立。
|(ex，ey)|>ε1，或者ez>ε2
因此，更具体地说，动作控制部13在本步骤中在上述式子成立的情况下，判定为吸附垫112与工件W接触，在除此之外的情况下，判定为吸附垫112未与工件W接触。
动作控制部13在判定为吸附垫112与工件W接触的情况下(步骤S12中为“是”)，进入步骤S14。
动作控制部13在判定为吸附垫112未与工件W接触的情况下(步骤S12中为“否”)，返回至步骤S10，继续进行吸附垫112向工件W接近。
(步骤S14)
然后，在步骤S14中，动作控制部13判定吸附垫112是否整体与工件W接触。这里，在吸附垫112整体与工件W接触的情况下，吸附垫112的倾斜被消除，因此，以下的式子成立。
|(ex，ey)|<ε1
因此，在本步骤中，在上述式子成立的情况下，动作控制部13判定为吸附垫112的吸附面整体与工件W接触，在除此之外的情况下，判定为吸附垫112的吸附面未与工件W整体接触。
在动作控制部13判定为吸附垫112的吸附面整体与工件W接触的情况下(步骤S14中为“是”)，完成吸附垫112的倾斜的控制，并转移至后述的压入量的控制。
在动作控制部13判定为吸附垫112的吸附面未与工件W整体接触的情况下(步骤S14中为“否”)，进入步骤S16。
(步骤S16)
在步骤S16中，接触点确定部131基于吸附垫112的变形来确定吸附垫112与工件W的接触点的位置。
图12的(a)是吸附垫112的侧视图，(b)是吸附垫112的俯视图。这里，参照图12对接触点确定部131所进行的确定吸附垫112与工件W的接触点的位置的处理进行说明。在将吸附垫112的倾斜(矢量N)投影于XY平面后与X轴所呈的角度设为θ时，根据以下的式子求出θ。
θ＝arctan(ey/ex)
接触点确定部131根据θ来确定吸附垫112与工件W的接触点。
接触点被确定之后，进入步骤S18。
(步骤S18)
在步骤S18中，动作控制部13在维持所述被确定的接触点处的吸附垫112与工件W的接触的状态下变更吸附垫112的倾斜。也就是说，变更吸附垫112的倾斜，以使吸附垫112具有的吸附面与工件W的被吸附面所呈的角度减小。这里，动作控制部13通过以下的处理，求出在维持接触点处的接触的同时变更吸附垫112的倾斜而使吸附面与工件W的被吸附面匹配时的、机械手部111的动作指令。
吸附垫112可在机械臂上拆装。动作控制部13将吸附垫112的根部、即搬运手指尖的位置、以及用于控制角度(姿势)的指令速度(Pv)和指令角速度
Figure BDA0003300309140000211
作为以下的两个指令值的合成(简单的总和)而算出。指令角速度
Figure BDA0003300309140000212
是搬运手指尖的角度的变化速度。
1.用于维持接触点处的吸附垫112与工件W的接触的指令速度Pv(更具体地说是指令速度矢量)
Pv＝(Pvr-Gv·ez)h
其中，Pvr是吸附垫112的目标速度，Gv是常数增益，ez是表示吸附垫112的倾斜的法线矢量R的Z轴成分，h是手指尖姿势
Figure BDA0003300309140000213
的方向矢量。另外，“·”表示相乘。
2.以接触点为支点使吸附垫112旋转的指令速度(Pv)和指令角速度
Figure BDA0003300309140000221
使接触点作为伸展后的手指尖，预先将接触点的位置姿势设为
Figure BDA0003300309140000222
Figure BDA0003300309140000223
。在步骤S18中，ex和ey是微小的，因此，为
Figure BDA0003300309140000224
使用图9中的垫设置位置偏移(Po)、垫半径(Pr)、在步骤S16中求出的θ和原本的手指尖位置姿势
Figure BDA0003300309140000225
，如下所示地进行表示。
Figure BDA0003300309140000226
{P0，Pr，θ})
其中，Pe是旋转中心，P0是吸附垫设置位置的偏移(吸附垫112的吸附面的中心与搬运机手指尖位置的距离)，Pr是吸附垫112的半径。另外，FK是根据{P，Φ}求出{Pe，Φe}的运动学函数。存在与FK对应的逆运动学函数IK，并写为如下所示的函数。
Figure BDA0003300309140000227
{P0，Pr，θ})
在以Pe为旋转中心将提供通过Pe和吸附垫112的中心轴的平面上的旋转的指令设为
Figure BDA0003300309140000228
时，动作控制部13使用上述IK、或者从IK引导的雅可比矩阵(Jacobian)来决定
Figure BDA0003300309140000229
。将该组设为指令速度和指令角速度。
根据以上内容，动作控制部13按照求出的指令速度来变更吸附垫112的倾斜。之后，进入步骤S20。
(步骤S20)
在步骤S20中，动作控制部13确定吸附垫112是否整体与工件W接触。更具体地说，动作控制部13通过与上述的步骤S14同样的处理进行判定。动作控制部13如果判定为吸附垫112的吸附面整体与工件W接触(步骤S20中为“是”)，则完成吸附垫112的倾斜控制，转移至压入量的控制。动作控制部13在判定为吸附垫112的吸附面未与工件W整体接触(步骤S20中为“否”)的情况下，返回至步骤S18，继续进行对吸附垫112的倾斜的控制。
根据上述动作例，动作控制部13在吸附垫112与工件W接触后，确定接触点的位置和吸附垫112的倾斜，在维持接触点处的接触的状态下，变更吸附垫112的倾斜，以使吸附垫112与工件W的被吸附面紧贴。因此，可以精度良好地校正吸附垫112的姿势，可以可靠地进行工件W的拣选。
<动作例2>
图14是示出本发明的另一实施方式的变形测量装置的动作的流程图。然后，参照图14对在对象物的吸附前或放置前吸附垫112压入工件W时的动作例进行说明。
(步骤S110)
首先，在步骤S110中，动作控制部13使吸附垫112在竖直方向上下降，从而使吸附垫112接近工件W。
(步骤S112)
然后，在步骤S112中，动作控制部13根据吸附垫112的变形量来判定吸附垫112是否与工件W接触。
动作控制部13在根据吸附垫112的变形量判定为吸附垫112与工件W接触的情况下(步骤S112中为“是”)，进入步骤S114。动作控制部13在判定为吸附垫112的一部分未与工件W接触的情况下(步骤S112中为“否”)，返回至步骤S110，继续进行吸附垫112向工件W的接近。
(步骤S114)
然后，在步骤S114中，动作控制部13继续进行吸附垫112向工件W的压入。在这种情况下，动作控制部13也可以根据吸附垫112的变形来变更所述吸附垫112的速度。例如，动作控制部13可以在吸附垫112的变形量(压入量ez)超过第一阈值时，使吸附垫112靠近工件W的速度减速。也就是说，动作控制部13也可以与步骤S110中的吸附垫112的速度相比使步骤S114中的吸附垫112的速度减速。之后，进入步骤S116。
(步骤S116)
在步骤S116中，动作控制部13判定吸附垫112向工件W的压入是否完成。在本步骤中，如果将吸附垫112向工件W的压入量ez的阈值设为ε2，则当下述式子成立时，动作控制部13判定为压入量充分，在除此之外的情况下，则不判定为压入量充分。
ez>ε2
并且，在动作控制部13判定为吸附垫112向工件W的压入完成的情况下(步骤S116中为“是”)，动作控制部13使吸附垫112的动作停止。此时，例如可以是动作控制部13在吸附垫112的变形量超过比所述第一阈值大的第二阈值时，停止使吸附垫112靠近工件W的动作。
这样，当结束压入控制时，动作控制部13使真空泵12开启并开始对象物的吸附。变形信息获取部113在未判定为吸附垫112向工件W的压入完成的情况下(步骤S116中为“否”)，返回至步骤S114，继续进行压入。
根据上述动作例，变形信息获取部113基于吸附垫112的变形量来观察吸附垫112向工件W的压入量，并判定是继续进行压入还是停止压入。因此，可以将吸附垫112向工件W的压入量ez保持在一定的范围内，因此，当拣选工件W时或者放置工件W时，可以适当地进行工件W的压入。
<动作例3>
然后，参照图15对把持有工件W的状态下的吸附垫112将工件W放置于台座上时的动作例进行说明。
(步骤S210)
首先，在步骤S210中，动作控制部13使吸附垫112在竖直方向上下降，从而使吸附垫112(工件W)接近台座。
(步骤S212)
然后，在步骤S212中，动作控制部13判定吸附垫112所把持的工件W的一部分是否已在接触点处与台座接触。这里，动作控制部13进行基本上与上述的<动作例1>中的步骤S12的处理相同的处理。不过，由于吸引和工件W的重量，工件W与台座接触前的吸附垫112的变形量{ex0，ey0，ez0}不是0。动作控制部13预先记录工件W与台座接触前的变形量{ex0，ey0，ez0}。并且，在以下的式子成立的情况下，动作控制部13判定为吸附垫112所把持的工件W与台座接触，在除此之外的情况下，判定为工件W未与台座接触。
|(ex-ex0，ey-ey0)|>ε4，或者|ez-ez0|>ε5
动作控制部13在判定为工件W的一部分(非吸附面)与台座接触的情况下(步骤S212中为“是”)，进入步骤S214。动作控制部13在未判定为工件W的一部分在接触点与台座接触的情况下(步骤S212中为“否”)，返回至步骤S210，继续进行工件W向台座的接近。
(步骤S214)
然后，在步骤S214中，动作控制部13判定工件W的下表面是否整体与台座接触。这里，在工件W的下表面整体与台座接触的情况下，吸附垫112和工件W的倾斜被消除，因此，以下的式子成立。
|(ex-ex0，ey-ey0)|<ε4
因此，动作控制部13在上述式子成立的情况下，判定为工件W的下表面整体与台座接触，在除此之外的情况下，判定为工件W的下表面并非整体与台座接触。
在动作控制部13判定为工件W的下表面与台座整体地接触的情况下(步骤S214中为“是”)，动作控制部13完成吸附垫112的倾斜控制，转移至在上述说明的压入量控制。动作控制部13在未判定为工件W与台座整体地接触的情况下(步骤S14中为“否”)，进入步骤S216。
(步骤S216)
在步骤S216中，接触点确定部131基于吸附垫112的变形来确定工件W中的与台座的配置对象面的接触点的位置。这里，变形信息获取部113进行基本上与<动作例1>的步骤S16同样的处理。不过，使用所记录的偏移{ex0，ey0，ez0}如下所示地进行计算。
θ＝arctan((ey-ey0)/(ex-ex0))
通过上述处理，如果工件W中的与台座的配置对象面的接触点被确定，则进入步骤S218。
(步骤S218)
在步骤S218中，动作控制部13在维持所述已确定的接触点(接触边)处的工件W与台座的配置对象面的接触的状态下，变更吸附垫112的倾斜。此时，变更吸附垫112的倾斜，以使被吸附中的工件W的并非被吸附面的表面与台座的配置对象面所呈的角度减小。
这里，动作控制部13进行基本上与上述的<动作例1>中的步骤S18相同的处理，维持接触点处的接触，并变更工件W的倾斜来求出使吸附垫112的吸附面与台座的表面匹配时的指令速度。
不过，动作控制部13使用所记录的偏移{ex0，ey0，ez0}如下所示地替换读取记号来进行计算。
·ez→ez-ez0
·
Figure BDA0003300309140000261
吸附垫112与工件W的接触点→工件W与台座的接触点
·
Figure BDA0003300309140000262
{P0+Wh/2，Pr+Wl/2，θ})
其中，Wh是工件W的高度，Wl是工件W的长度，FK是与<动作例1>中的步骤S18的FK相同的运动学函数。
因此，
Figure BDA0003300309140000263
{P0，Pr，θ})→
Figure BDA0003300309140000264
{P0+Wh/2，Pr+Wl/2，θ})
在上述中，IK也是与<动作例1>中的步骤S18的IK相同的运动学函数。
通过上述处理，动作控制部13按照求出的指令速度来变更吸附垫112的倾斜。之后，进入步骤S220。
(步骤S220)
然后，在步骤220中，动作控制部13判定工件W的并非被吸附面的表面是否与台座的配置对象面整体地接触。这里，动作控制部13进行与上述的步骤S214同样的处理。
在动作控制部13判定为工件W的并非被吸附面的表面与台座的配置对象面整体地接触的情况下(步骤S220中为“是”)，动作控制部13完成吸附垫112的倾斜控制，停止吸附并使工件脱离。在动作控制部13未判定为工件W的并非被吸附面的表面与台座的配置对象面整体地接触(步骤S220中为“否”)的情况下，动作控制部13返回至步骤S218，继续进行倾斜控制。
根据上述动作例，动作控制部13在工件W的并非被吸附面的表面与台座的配置对象面接触后，确定接触点的位置和吸附垫112的倾斜，在维持接触点处的接触的状态下，变更吸附垫112的倾斜，以使吸附垫112的工件W的非被吸附面的表面整体地与台座的配置对象面接触。因此，可以精度良好地校正吸附垫112的姿势，可以将工件W放置于正确的位置。另外，可以防止冲击施加于脱离后的工件W、或者脱离后的工件倾倒。
§4变形例
以上，详细地说明了本发明的实施方式，但是，上述的说明在所有方面不过是本发明的例示。毋庸置疑，可以不脱离本发明的范围地进行各种改进和变形。例如，能够进行如下所述的变更。为了便于说明，对于和上述的实施方式同样的部件使用同样的附图标记，对于和上述的实施方式同样的点，则适当地省略说明。以下的变形例能够进行适当的组合。
下面，使用图16～图18对变形例所涉及的变形测量装置的构成的一个例子进行说明。
<变形例1>
图16的(a)是示出本实施方式的变形例1的变形测量装置1的构成的一个例子的局部放大图。在图16的(a)的例子中，变形测量装置1具备两个吸附垫112，各吸附垫112的固定部117固定于支承体126。由于具备多个吸附垫112，从而即便是对象物61变大，也可以通过足够的吸附力可靠地进行把持。
<变形例2>
图16的(b)是示出本实施方式的变形例2的变形测量装置1的构成的一个例子的局部放大图。在图16的(b)的例子中，变形测量装置1具备两个摄像装置121。由于具备多个摄像装置121，从而可以测量吸附垫112的可变部118整体的变形量，可以准确地确定相对于X轴和Y轴吸附垫112所倾斜的方向。因此，可以更加精度良好地检测吸附垫112与对象物是否接触。
<变形例3>
图17是示出本实施方式所涉及的变形测量装置的变形例3的概要构成的一个例子的框图。在图17的例子中，变形测量装置1具备机械手速度减法指令值计算部(变形信息获取部)113，机械手速度减法指令值计算部113具备变形量变化速度计算部36和常数增益乘法部37。需要指出。变形量变化速度计算部36也可以不是包含于机械手速度减法指令值计算部113而是包含于图像处理部119。
变形量变化速度计算部36对由变形量确定部124确定的变形量进行时间微分来算出变形量的变化速度。变形量变化速度计算部36向常数增益乘法部37输出变形量的变化速度。
常数增益乘法部37使变形量变化速度计算部36所算出的变形量的变化速度(例如吸附垫的吸附面的角速度)乘以常数，从而算出减速值。常数增益乘法部37将减速值输出到机械手控制部13。
机械手控制部(动作控制部)13具有用于搬运对象物的吸附垫112的目标移动速度。机械手控制部13通过从目标移动速度减去减速值，从而获得指令速度。机械手控制部13控制机械手部111，以通过指令速度使机械手的手指尖(吸附垫112)移动。使机械臂的手指尖速度变化，以使吸附垫112的变形量的变化速度衰减，从而可以抑制吸附垫112的振动(对象物的振动)。
同样地，机械手控制部13也可以基于变形量的变化速度来变更吸附垫112的倾斜，以使变形量的变化速度减小。通过变更吸附垫112的倾斜，可以控制吸附垫112的振动。通过将吸附垫112的倾斜用于减振控制，从而搬运停止时的定位时间得以最小化，可以缩短搬运处理时间(搬运节拍时间)。
图18是示出本实施方式所涉及的变形测量装置的变形例3的处理流程的一个例子的流程图。
在步骤S201中，机械手控制部13使吸附垫112接近对象物61。图10的(a)的例子示出步骤S201。然后，在步骤S202中，判定吸附垫112是否与对象物61接触。可以通过吸附垫112的可变部118的变形量来判定吸附垫112是否与对象物61接触。如果变形量是阈值以上，则机械手控制部13判定为吸附垫112与对象物61接触。在判断为吸附垫112与对象物61接触的情况下(步骤S202中为“是”)，使吸附垫112吸附于对象物61(步骤S203)。图10的(b)的例子示出步骤S203。在判断为吸附垫112未与对象物61接触的情况下(步骤S202中为“否”)，再次执行步骤S201～S202的处理。
在步骤S204中，机械手控制部13使机械手部111拿起对象物61。图10的(c)的例子示出步骤S204。然后，在步骤S205中，判定对象物61的拿起是否成功。可以通过吸附垫112的可变部118的变形量来判定对象物61的拿起是否成功。如果变形量是其它的阈值以上，则机械手控制部13判定为对象物61的拿起成功。在判断为对象物61的拿起成功的情况下(步骤S205中为“是”)，将对象物61搬运到目标位置(步骤S206)。图10的(d)的例子示出步骤S206。在判断为对象物61的拿起失败的情况下(步骤S205中为“否”)，再次执行步骤S204～S205的处理。
在步骤S207中，机械手控制部13判定搬运中的吸附垫112是否产生了振动。如果吸附垫112的变形量的变化速度是其它的阈值以上，则机械手控制部13判定为搬运中的吸附垫112产生了振动。在判断为搬运中的吸附垫112未产生振动的情况下(步骤S207中为“是”)，不变更对象物61的倾斜地将对象物61搬运到目标位置(步骤S208)。在判断为搬运中的吸附垫112产生了振动的情况下(步骤S207中为“是”)，控制吸附垫112的倾斜(步骤S212)。然后，再次执行步骤S207的处理。
在步骤S209中，机械手控制部13使机械手部111将对象物61下降到目标位置。图10的(e)的例子示出步骤S209。然后，在步骤S210中，判定对象物61是否与目标位置接触。可以通过吸附垫112的可变部118的变形量来判定对象物61是否与目标位置接触。如果变形量是其它的阈值以上，则机械手控制部13判定为对象物61与目标位置接触。在判断为对象物61与目标位置接触的情况下(步骤S210中为“是”)，解除吸附垫112的吸附(步骤S211)。图10的(f)的例子示出步骤S210中为“是”的情况。在判断为对象物61未与目标位置接触的情况下(步骤S210中为“否”)，再次执行步骤S209～S210的处理。
[基于软件的实现例]
变形测量装置1的控制块(特别是图像处理部119、图像获取部120、特征点确定部123、变形量确定部124、机械手控制部13、机械手速度减法指令值计算部113、变形量变化速度计算部36、以及常数增益乘法部37)既可以通过形成于集成电路(IC芯片)等的逻辑电路(硬件)来实现，也可以通过软件来实现。
在后者的情况下，变形测量装置1具备执行实现各功能的软件、即程序的命令的计算机。该计算机具备例如一个以上的处理器，且具备存储有上述程序的计算机可读取的记录介质。并且，在上述计算机中，通过上述处理器从上述记录介质读取并执行上述程序，从而实现本发明的目的。作为上述处理器，例如可以使用CPU(Central Processing Unit)。作为上述记录介质，除了“非暂时性的有形介质”、例如ROM(Read Only Memory)等之外，可以使用磁带、磁盘、磁卡、半导体存储器、可编程的逻辑电路等。另外，也可以还具备展开上述程序的RAM(Random Access Memory)等。另外，上述程序也可以经由能够传输该程序的任意的传输介质(通信网络、广播波等)提供给上述计算机。需要指出，本发明的一个方式也能够以上述程序通过电子传输而具体化的、嵌入载波的数据信号的方式来实现。
本发明不限于上述的各实施方式，能够在权利要求所示的范围内进行各种变更，将在不同的实施方式中分别公开的技术方案适当地组合所获得的实施方式也包含于本发明的技术范围。而且，通过将在各实施方式中分别公开的技术方案组合，可以形成新的技术特征。
附图标记说明
1 变形测量装置
2 搬运部
3 电池
5 控制器
11 机械臂
12 真空泵
13 机械手控制部(动作控制部)
14 对象物信息获取部
15 配置信息获取部
21 负压控制部
22 无人搬运车
36 变形量变化速度计算部
37 常数增益乘法部
61、W 对象物(工件)
100 移动吸附装置
111 机械手部
112 吸附垫
113 机械手速度减法指令值计算部
115 异常判定部
117 固定部
118 可变部
119 图像处理部
120 图像获取部
121 摄像装置
123 特征点确定部
124 变形量确定部
126 支承体
131 接触点确定部
151 格子状的图案
152～155 圆形的图案
211 模拟信号输出部
221 搬运控制部。

Claims (9)

1.一种吸附垫，通过负压吸附对象物，所述吸附垫具备：
固定部，固定于支承体；以及
可变部，由于所述负压而变形，
在所述可变部中相对于所述固定部的位置随着变形而变化的彼此分离的多个部位，形成有能够光学识别的图案，
所述图案是跨所述多个部位而连续的图案、或者是分别形成于所述多个部位中的每个部位的多个图案。
2.根据权利要求1所述的吸附垫，其中，
所述图案是格子状的图案。
3.根据权利要求1所述的吸附垫，其中，
在能从一个视点视觉识别的所述可变部的所述多个部位形成有标记。
4.根据权利要求1所述的吸附垫，其中，
在从所述吸附垫的侧方观察时，在所述可变部的相互分离的至少三个部位形成有标记。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的吸附垫，其中，
所述图案与所述可变部的与所述对象物接触的部位相邻地形成。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的吸附垫，其中，
所述可变部是波纹管形状。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的吸附垫，其中，
所述图案由回归性反射材料形成。
8.一种变形测量装置，具备：
权利要求1至7中任一项所述的吸附垫；
图像获取部，获取拍摄所述可变部而得到的图像数据；
特征点确定部，根据所述图像数据所包含的所述图案，确定与所述可变部的所述多个部位对应的所述图像数据中的多个特征点；以及
变形量确定部，根据所述多个特征点，确定所述可变部的所述多个部位的变形量。
9.根据权利要求8所述的变形测量装置，其中，所述变形测量装置具备：
摄像装置，所述摄像装置配置于所述吸附垫的侧方，对所述可变部进行拍摄。
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