JP2005262411A - Gripping device, gripping control method, gripping control program and recording medium - Google Patents

Gripping device, gripping control method, gripping control program and recording medium Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gripping device capable of stable gripping control, by providing highly reliable data by shortening gathering time of contact pressure, while reducing a burden of an information processing system by efficiently gathering the contact pressure of a contact sensor, without reducing areal resolution in detecting the contact pressure by the contact sensor. <P>SOLUTION: This gripping device is composed of a multi-finger hand type gripping means having a plurality of fingers, a finger driving means, the contact sensor 5 for detecting the contact pressure, an initial sensor list 14C, a sensor list setting part 12C, a sensor list updating part 12d, a sensor information gathering part 12a for gathering the contact pressure on the basis of the sensor list, and a gripping control part 12b for arithmetically operating and providing finger driving control information for the driving means. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ロボット若しくはグリッパ等に用いられる多関節マニピュレータ等のような把持装置、把持制御方法、及び把持制御プログラム並びにこの把持制御プログラムを記録した記録媒体に関する。   The present invention relates to a gripping device such as an articulated manipulator used for a robot or a gripper, a grip control method, a grip control program, and a recording medium on which the grip control program is recorded.

近年ロボティクス分野においては、様々な研究が進められている。その一つとして、工業用のマニピュレータ等のような把持装置として開発が行われてきたロボットハンドに関しても、人型のロボットに搭載するための新たな技術が開発されつつある。この場合、ロボットが人に代わって作業をするためには、独立して駆動可能な複数の指を備えたハンドによる物体の把持は、欠かすことのできない技術である。このようなロボットが人と同じように物体を把持する技術においては、把持状態を適確に検知しながらきめ細かく把持制御する必要がある。そのため、ロボットが把持する部分であるハンドの指の部分に、接触圧力によって抵抗値が変化する接触センサを複数配置し、この接触センサの接触圧力を検知すると共に、この検知した接触圧力を用いながらハンドの指をフイードバック制御する技術が開発されている。   In recent years, various studies have been carried out in the field of robotics. As one of them, a new technology for mounting on a humanoid robot is being developed for a robot hand that has been developed as a gripping device such as an industrial manipulator. In this case, in order for a robot to work on behalf of a person, gripping an object with a hand having a plurality of fingers that can be independently driven is an indispensable technique. In such a technique in which a robot grips an object like a person, it is necessary to perform fine grip control while accurately detecting the grip state. For this reason, a plurality of contact sensors whose resistance values change according to the contact pressure are arranged on the finger part of the hand that is gripped by the robot, and while detecting the contact pressure of the contact sensor and using the detected contact pressure, A technology for feedback control of the finger of the hand has been developed.

例えば、接触センサを備えた複数の指で物体を把持した際に、各接触センサからの信号値の内、最小値を当該物体把持時における基準値として用いて指を制御することにより、物体を安定して把持することができるようにした技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。又、接触センサを備えた複数の指で物体を掴んだ際に、指間の開き量から物体の大きさを把握すると共に、所定の力で掴んだ際の接触領域の広さを検知し、物体の大きさと触領域の広さの比から物体の柔軟度を計算して把持制御を行なうものも提案されている(例えば、特許文献2参照)。
特開平5−297918号公報 特開平8−323678号公報
For example, when an object is gripped by a plurality of fingers equipped with a contact sensor, the object is controlled by controlling the finger using the minimum value among the signal values from each contact sensor as a reference value at the time of gripping the object. There has been proposed a technique that enables stable gripping (see, for example, Patent Document 1). In addition, when grasping an object with a plurality of fingers equipped with a contact sensor, the size of the object is grasped from the opening amount between the fingers, and the size of the contact area when grasping with a predetermined force is detected. There has also been proposed one that performs grip control by calculating the degree of flexibility of an object from the ratio of the size of the object and the size of the touch area (see, for example, Patent Document 2).
JP-A-5-297918 JP-A-8-323678

ところで、上述したような把持装置において、ハンドの指の部分に配置した接触センサの検知する接触圧力を用いてハンドの指のフイードバック制御を行なうには、把持物体が指先のどの部分に接触しているのかを検知することが重要である。このためには、接触状況を検出すべきエリアにおける接触センサの面積分解能は高いほどよいが、面積分解能を高めるには、検出すべきエリアにおける接触センサの数を増やさなければならない。その場合、すべての接触センサの接触圧力を収集してその中から把持制御に必要な情報を抽出するのは、情報処理系への負担が重くなり効率が悪くなるという問題があった。又、接触センサの数が多くなるほど接触センサの接触圧力の収集に時間がかかることから、把持制御に使用するデータとしては信頼性が落ちるという問題があった。   By the way, in the above-described gripping device, in order to perform feedback control of the finger of the hand using the contact pressure detected by the contact sensor disposed on the finger part of the hand, the gripped object contacts any part of the fingertip. It is important to detect whether it is present. For this purpose, the higher the area resolution of the contact sensor in the area where the contact state is to be detected, the better. However, in order to increase the area resolution, the number of contact sensors in the area to be detected must be increased. In that case, collecting the contact pressures of all the contact sensors and extracting the information necessary for the grip control from them collects a burden on the information processing system, resulting in a problem of inefficiency. In addition, as the number of contact sensors increases, it takes time to collect the contact pressure of the contact sensors. Therefore, there is a problem that the reliability of data used for grip control is lowered.

この点に関し、上記の特許文献1の方法においては、物体把持時に検知された各接触センサからの信号値の中から最小値を知るためには、全ての接触センサの信号値をチェックする必要があり、この方法によっても上記の問題の解決を図ることは困難である。又、同様に、上記の特許文献2の方法においても、物体を所定の力で掴んだ際の接触領域の広さを知るためには、複数の指に備えられた全ての接触センサの値をチェックする必要があり、この方法によっても上記の問題の解決を図ることは困難である。   In this regard, in the method disclosed in Patent Document 1, it is necessary to check the signal values of all the contact sensors in order to know the minimum value from the signal values from the respective contact sensors detected when the object is gripped. It is difficult to solve the above problem by this method. Similarly, in the method of Patent Document 2 described above, in order to know the size of the contact area when an object is grasped with a predetermined force, the values of all the contact sensors provided on the plurality of fingers are set. It is necessary to check, and even with this method, it is difficult to solve the above problem.

又、上述したような把持装置においては、接触センサの接触圧力を収集する必要があるのは、ハンドの指の部分が把持対象物を把持する瞬間からでよい。しかし、従来は、ハンドの指の部分が把持対象物を把持する前においても、常に接触センサの接触圧力を収集するという無駄な処理が行なわれており、この無駄な処理により情報処理系の負担が重くなるという問題があった。   In the gripping device as described above, the contact pressure of the contact sensor needs to be collected from the moment when the finger part of the hand grips the gripping object. However, conventionally, a wasteful process of always collecting the contact pressure of the contact sensor is performed even before the finger part of the hand grips the object to be gripped. There was a problem that became heavy.

そこで、この発明は上記の問題を解決するためになされたものであって、接触センサによる接触圧力の検知における面積分解能を落とすことなく、即ち、高い面積分解能を維持するのに必要な接触センサの使用個数を減らすことなく、接触センサの接触圧力の収集を効率的に行なえ、情報処理系の負担を軽減すると共に、接触圧力の収集時間の短縮を図って信頼性の高いデータを得ることにより、安定した把持制御を可能とする把持装置、把持制御方法及び把持制御プログラム並びにこの把持制御プログラムを記録した記録媒体の提供を目的としている。   Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems, and does not reduce the area resolution in the detection of the contact pressure by the contact sensor, that is, the contact sensor necessary for maintaining the high area resolution. By efficiently collecting contact pressure of the contact sensor without reducing the number of use, reducing the burden on the information processing system, and shortening the contact pressure collection time to obtain highly reliable data, An object of the present invention is to provide a gripping device, a gripping control method, a gripping control program, and a recording medium on which the gripping control program is recorded that enables stable gripping control.

上記問題を解決するためになされた本発明の把持装置は、独立して駆動可能な複数の指を備え、該指を用いて把持対象物を把持する多指ハンド型把持手段と、前記指を駆動する駆動手段と、前記指に複数備えられ、把持の際に接触する把持対象物との接触圧力を検知すると共に、各々にセンサアドレスが付与されている接触センサと、複数の前記接触センサの中から選択された選択接触センサのセンサアドレスが予め登録された初期センサリストと、前記初期センサリストに登録されたセンサアドレスをセンサリストへ初期設定するセンサリスト設定手段と、前記センサリストの更新処理を行なうセンサリスト更新手段と、前記初期設定又は前記更新処理される毎に、前記センサリストに設定されている全てのセンサアドレスの接触センサに対して、順次、接触圧力を収集して前記センサリストに記録するセンサ情報収集手段と、前記接触圧力に基づき、前記指の駆動制御情報を演算して前記駆動手段に提供する駆動制御手段と、を備えたことを特徴としている。   A gripping device of the present invention made to solve the above-described problem includes a plurality of fingers that can be driven independently, a multi-finger hand-type gripping means that grips a gripping object using the fingers, and the fingers. A plurality of contact sensors each of which is provided with a plurality of driving means and a gripping object that is provided on the finger and that is in contact with the gripping object and that is provided with a sensor address; An initial sensor list in which the sensor address of the selected contact sensor selected from among them is registered in advance; sensor list setting means for initially setting the sensor address registered in the initial sensor list to the sensor list; and processing for updating the sensor list A sensor list updating means for performing all of the sensor addresses set in the sensor list every time the initial setting or the updating process is performed. Then, sensor information collecting means for sequentially collecting contact pressure and recording it in the sensor list, drive control means for calculating drive control information for the finger based on the contact pressure and providing the drive means, It is characterized by having.

上記の把持装置において、前記センサリスト設定手段は、前記センサ情報収集手段により順次なされる接触圧力の収集毎に、該接触圧力が所定の閾値を越えるか否かを判断し、越える場合に該閾値を超過する閾値超過接触センサのセンサアドレス、及び、該閾値超過接触センサと特定の位置関係にある接触センサのセンサアドレスをセンサ追加リストに設定し、前記センサリスト更新手段は、前記センサ情報収集手段による前記センサリストの全てのセンサアドレスの接触センサに対する接触圧力の収集終了後、前記センサ追加リスト及び前記初期センサリストの情報に基づいて前記センサリストの更新処理を行なうようにしてもよい。   In the gripping device, the sensor list setting unit determines whether or not the contact pressure exceeds a predetermined threshold every time the contact pressure is sequentially collected by the sensor information collection unit. The sensor address of the over-threshold contact sensor exceeding the threshold value and the sensor address of the contact sensor in a specific positional relationship with the over-threshold contact sensor are set in the sensor addition list, and the sensor list update means is the sensor information collection means After the collection of contact pressures for the contact sensors of all sensor addresses in the sensor list according to the above, the sensor list update process may be performed based on the information of the sensor addition list and the initial sensor list.

又、上記の把持装置において、前記特定の位置関係にある接触センサが、前記閾値超過接触センサから1単位距離離れた全てのセンサであるようにしてもよい。又、前記更新処理として、前記センサ追加リストに設定されたセンサアドレス及び前記初期センサリストに登録されたセンサアドレスのみを前記センサリストに設定するようにしてもよい。   In the above gripping device, the contact sensors in the specific positional relationship may be all sensors separated by one unit distance from the over-threshold contact sensor. In addition, as the update process, only the sensor address set in the sensor addition list and the sensor address registered in the initial sensor list may be set in the sensor list.

又、上記の把持装置において、複数の前記接触センサ又は、前記初期センサリストに登録されているセンサアドレスの接触センサが検知する接触圧力を監視すると共に、いずれかの接触圧力が最初に変化した時に、前記センサリスト設定手段に対して、前記初期センサリストに登録されたセンサアドレスを前記センサリストへ初期設定する指示を行なう接触判断手段を備えるようにしてもよい。或いは、前記指を駆動する駆動手段の駆動負荷を監視し、該駆動負荷が所定の値を超えたときに、前記センサリスト設定手段に対して、前記初期センサリストに登録されたセンサアドレスを前記センサリストへ初期設定する指示を行なう接触判断手段を備えるようにしてもよい。   In the above gripping device, the contact pressure detected by a plurality of the contact sensors or the contact sensors of the sensor addresses registered in the initial sensor list is monitored, and when any one of the contact pressures changes first. The sensor list setting unit may include a contact determination unit that instructs the sensor list to initially set a sensor address registered in the initial sensor list. Alternatively, the driving load of the driving means for driving the finger is monitored, and when the driving load exceeds a predetermined value, the sensor address registered in the initial sensor list is set to the sensor list setting means. You may make it provide the contact judgment means to instruct | indicate the initialization to a sensor list.

又、上記の把持装置において、前記センサ情報収集手段は、前記センサリスト更新手段により更新処理された前記センサリストの全てのセンサアドレスが前記初期センサリストと同じである場合は、接触センサからの接触圧力の収集を停止するようにしてもよい。   In the gripping device, the sensor information collecting unit may contact the sensor sensor when all the sensor addresses of the sensor list updated by the sensor list updating unit are the same as the initial sensor list. The pressure collection may be stopped.

又、上記の把持装置において、前記把持対象物の種類に応じて複数の初期センサリストを備えると共に、提供された選択指令に基づき、いずれかの初期センサリストを前記センサリストの初期設定用として選択する初期センサリスト選択手段を備えるようにしてもよい。   The gripping device includes a plurality of initial sensor lists according to the type of the gripping object, and selects one of the initial sensor lists for initial setting of the sensor list based on the provided selection command. You may make it provide the initial sensor list selection means to do.

本発明の把持制御方法は、独立して駆動可能な複数の指を備え、該指を用いて把持対象物を把持する多指ハンド型把持手段と、前記指を駆動する駆動手段と、前記指に複数備えられ、把持の際に接触する把持対象物との接触圧力を検知すると共に、各々にセンサアドレスが付与されている接触センサと、複数の前記接触センサの中から選択された選択接触センサのセンサアドレスが予め登録された初期センサリストと、前記接触圧力に基づき、指の駆動制御情報を演算して前記駆動手段に提供する駆動制御手段とを備えた把持装置における把持制御方法であって、前記初期センサリストに登録されたセンサアドレスをセンサリストへ初期設定するセンサリスト設定ステップと、前記センサリストの更新処理を行なう更新処理ステップと、前記センサリスト設定ステップ又は前記更新処理ステップにより初期設定又は更新処理される毎に、前記センサリストに設定されている全てのセンサアドレスの接触センサに対して、順次、接触圧力を収集して前記センサリストに記録するセンサ情報収集ステップと、前記センサ情報収集ステップにより順次なされる接触圧力の収集毎に、該接触圧力が所定の閾値を越えるか否かを判断し、越える場合に該閾値を超過する閾値超過接触センサのセンサアドレス、及び、該閾値超過接触センサと特定の位置関係にある接触センサのアドレスをセンサ追加リストに設定するセンサ追加リスト設定ステップと、を備えると共に、前記更新処理ステップが、前記センサ情報収集ステップによる前記センサリストの全てのセンサアドレスの接触センサに対する接触圧力の収集終了後に、前記センサ追加リスト及び前記初期センサリストの情報に基づいて前記センサリストの更新処理を行なうことを特徴としている。   The grip control method of the present invention comprises a plurality of fingers that can be driven independently, a multi-finger hand-type gripping means for gripping a gripping object using the fingers, a drive means for driving the fingers, and the fingers A plurality of contact sensors that detect a contact pressure with a gripping object that is in contact with the gripping object and that are each assigned a sensor address, and a selected contact sensor selected from the plurality of contact sensors. A gripping control method in a gripping apparatus, comprising: an initial sensor list in which sensor addresses are registered in advance; and a driving control unit that calculates finger driving control information based on the contact pressure and provides the driving unit with the driving control information. A sensor list setting step for initially setting a sensor address registered in the initial sensor list in the sensor list; an update processing step for performing update processing of the sensor list; Each time the initial setting or the updating process is performed in the sensor list setting step or the update processing step, the contact pressure is sequentially collected for the contact sensors of all the sensor addresses set in the sensor list, and the sensor list is collected. The sensor information collecting step to be recorded and the contact pressure collection sequentially performed by the sensor information collecting step determine whether or not the contact pressure exceeds a predetermined threshold value. A sensor addition list setting step for setting in the sensor addition list the sensor address of the contact sensor and the address of the contact sensor having a specific positional relationship with the threshold excess contact sensor, and the update processing step includes the sensor For contact sensors of all sensor addresses in the sensor list in the information collecting step After collection of the contact pressure ends, it is characterized by performing the updating of the sensor list on the basis of the sensor additional list and information of the initial sensor list.

上記の把持制御方法において、前記センサ追加リスト設定ステップは、前記閾値超過接触センサから1単位距離離れた全てのセンサを、前記特定の位置関係にある接触センサと認定するようにしてもよい。又、前記更新処理ステップは、前記更新処理として、前記センサ追加リストに設定されたセンサアドレス及び前記初期センサリストに登録されたセンサアドレスのみを前記センサリストに設定するようにしてもよい。   In the above grip control method, the sensor addition list setting step may certify all sensors separated by one unit distance from the over-threshold contact sensor as the contact sensors having the specific positional relationship. In the update process step, only the sensor address set in the sensor addition list and the sensor address registered in the initial sensor list may be set in the sensor list as the update process.

又、上記の把持制御方法において、複数の前記接触センサ又は、初期センサリストに登録されているセンサアドレスの接触センサの検知する接触圧力を監視すると共に、いずれかの接触圧力が最初に変化した時を接触開始時として検出する接触判断ステップを、前記センサリスト設定ステップの実行前に実行するようにしてもよい。或いは、前記指を駆動する駆動手段の駆動負荷を監視し、該駆動負荷が所定の値を超えた時を接触開始時として検出する接触判断ステップを、前記センサリスト設定ステップの実行前に実行するようにしてもよい。   In the above grip control method, when the contact pressure detected by a plurality of the contact sensors or the contact sensor of the sensor address registered in the initial sensor list is monitored and any one of the contact pressures is changed for the first time. May be performed before the sensor list setting step. Alternatively, the contact determination step of monitoring the drive load of the drive means for driving the finger and detecting when the drive load exceeds a predetermined value as the contact start time is executed before the execution of the sensor list setting step. You may do it.

又、上記の把持制御方法において、前記センサリスト更新ステップにより更新処理された前記センサリストの全てのセンサアドレスが前記初期センサリストと同じである場合は、接触センサからの接触圧力の収集を停止するセンサ停止ステップを、前記センサ情報収集ステップに代えて実行するようにしてもよい。   In the above grip control method, when all the sensor addresses of the sensor list updated by the sensor list update step are the same as the initial sensor list, collection of contact pressure from the contact sensor is stopped. The sensor stop step may be executed instead of the sensor information collection step.

又、上記の把持制御方法において、前記把持対象物の種類に応じて複数の初期センサリストを備えると共に、提供された選択指令に基づき、いずれかの初期センサリストを前記センサリストの初期設定用として選択する初期センサリスト選択ステップを、前記接触判断ステップがある場合はその実行前に、ない場合は、前記センサリスト設定ステップの実行前に実行するようにしてもよい。   In the grip control method described above, a plurality of initial sensor lists are provided according to the type of the gripping object, and one of the initial sensor lists is used for initial setting of the sensor list based on the provided selection command. The initial sensor list selection step to be selected may be executed before the execution of the contact determination step, if not, or before the execution of the sensor list setting step.

本発明の把持制御プログラムは、上述したいずれかの把持制御方法の各ステップをコンピュータに実行させる把持制御プログラムである。又、該把持制御プログラムはコンピュータ読取可能な記録媒体記録に記録することが出来る。   The grip control program of the present invention is a grip control program that causes a computer to execute each step of any of the grip control methods described above. The grip control program can be recorded on a computer-readable recording medium record.

本発明の把持装置は、上述したように、センサ情報収集手段により順次なされる接触圧力の収集毎に、センサリスト設定手段は、該接触圧力が所定の閾値を越えるか否かを判断し、越える場合に該閾値を超過する閾値超過接触センサのセンサアドレス、及び、該閾値超過接触センサと特定の位置関係にある接触センサのセンサアドレスをセンサ追加リストに設定する。そして、センサ情報収集手段によるセンサリストの全ての接触センサの接触圧力の収集終了後、センサリスト更新手段が、センサ追加リスト及び初期センサリストの情報に基づいて前記センサリストの更新処理を行なう。又、上記の把持装置における、前記特定の位置関係にある接触センサを、閾値超過接触センサから1単位距離離れた全てのセンサとし、又、更新処理の内容として、センサ追加リストに設定されたセンサアドレス及び初期センサリストに設定されたセンサアドレスのみをセンサリストに設定するようにできる。   In the gripping device of the present invention, as described above, each time the contact pressure is sequentially collected by the sensor information collecting means, the sensor list setting means determines whether or not the contact pressure exceeds a predetermined threshold. In this case, the sensor address of the contact sensor exceeding the threshold value and the sensor address of the contact sensor having a specific positional relationship with the contact sensor exceeding the threshold value are set in the sensor addition list. Then, after the collection of the contact pressures of all the contact sensors in the sensor list by the sensor information collection unit, the sensor list update unit performs the update process of the sensor list based on the information of the sensor addition list and the initial sensor list. In the above gripping device, the contact sensors in the specific positional relationship are all sensors that are one unit distance away from the over-threshold contact sensors, and the sensors set in the sensor addition list as the contents of the update process Only the sensor address set in the address and the initial sensor list can be set in the sensor list.

そこで、本発明の把持装置によれば、全ての接触センサの接触圧力を収集するのではなく、複数の接触センサの中から予め選択された選択接触センサのみの接触圧力を収集するように構成し、しかも、把持対象物が接触する多指ハンド型把持手段の指の部位の移動に伴い、接触圧力を収集する必要のある接触センサのみに絞って接触圧力を収集すべき接触センサを変更していくように構成したので、接触センサの接触圧力を必要十分に収集でき、且つ、収集時間の短縮を図ることができる。従って、接触センサによる接触圧力の検知における面積分解能を落とすことなく、即ち、高い面積分解能を維持するのに必要な接触センサの使用個数を減らすことなく、接触センサの接触圧力の収集を効率的に行なえ、情報処理系の負担を軽減すると共に、接触圧力の収集時間の短縮を図って信頼性の高いデータを得ることにより、安定した把持制御を行なうことができる。   Therefore, according to the gripping device of the present invention, it is configured not to collect the contact pressures of all the contact sensors, but to collect only the contact pressures of the selected contact sensors selected in advance from among a plurality of contact sensors. In addition, with the movement of the finger part of the multi-fingered hand-type gripping means that the gripping object comes into contact with, the contact sensor that should collect the contact pressure is changed to only the contact sensor that needs to collect the contact pressure. Since it is constituted so that the contact pressure of the contact sensor can be collected sufficiently and the collection time can be shortened. Therefore, it is possible to efficiently collect the contact pressure of the contact sensor without reducing the area resolution in the detection of the contact pressure by the contact sensor, that is, without reducing the number of contact sensors used to maintain the high area resolution. In addition, the burden on the information processing system is reduced, and the collection time of contact pressure is shortened to obtain highly reliable data, whereby stable gripping control can be performed.

又、上記の把持装置において、複数の接触センサ又は、初期センサリストに設定されているセンサアドレスの接触センサの検知する接触圧力を監視すると共に、いずれかの接触圧力が最初に変化した時に、センサリスト設定手段に対して、初期センサリストに登録されたセンサアドレスをセンサリストへ初期設定する指示を行なう接触判断手段を備えることができる。或いは、指を駆動する駆動手段の駆動負荷を監視し、該駆動負荷が所定の値を超えたときに、センサリスト設定手段に対して、初期センサリストに登録されたセンサアドレスをセンサリストへ初期設定する指示を行なう接触判断手段を備えることができる。これらの場合には、多指ハンド型把持手段のいずれかの指が把持対象物と接触する寸前までは、接触センサの接触圧力を収集することが無いので、把持するまでの無駄な接触圧力の収集を防止でき、把持装置の各手段における情報処理系の負担を軽減することができる。   In the above gripping device, the contact pressure detected by a plurality of contact sensors or the contact sensor of the sensor address set in the initial sensor list is monitored, and when any of the contact pressures is changed for the first time, the sensor is detected. A contact determination means for instructing the list setting means to initially set the sensor address registered in the initial sensor list in the sensor list can be provided. Alternatively, the driving load of the driving means for driving the finger is monitored, and when the driving load exceeds a predetermined value, the sensor address registered in the initial sensor list is initially stored in the sensor list with respect to the sensor list setting means. Contact determination means for giving an instruction to set can be provided. In these cases, the contact pressure of the contact sensor is not collected until just before any of the fingers of the multi-fingered hand-type grasping means contacts the object to be grasped. Collection can be prevented, and the burden on the information processing system in each means of the gripping device can be reduced.

又、上記の把持装置において、センサ情報収集手段が、センサリスト更新手段により更新処理されたセンサリストの全てのセンサアドレスが初期センサリストと同じである場合に、接触センサからの接触圧力の収集を停止することができるので、把持装置の各手段における情報処理系の負担を軽減することができる。   In the above gripping device, the sensor information collecting unit collects the contact pressure from the contact sensor when all the sensor addresses of the sensor list updated by the sensor list updating unit are the same as the initial sensor list. Since it can stop, the burden of the information processing system in each means of the gripping device can be reduced.

又、上記の把持装置において、把持対象物の種類に応じて複数の初期センサリストを備えると共に、提供された選択指令に基づき、いずれかの初期センサリストをセンサリストの初期設定用として選択するセンサリスト選択手段を備えることができるので、把持対象物によってセンサリストの初期設定を最適化することができ、把持対象物に応じて、接触センサの接触圧力の収集効率や、把持装置の各手段における情報処理系の負担軽減及び、接触圧力の収集時間の短縮化を最大限に図ることができ、安定した把持制御を可能とすることができる。   In the above gripping device, the sensor includes a plurality of initial sensor lists according to the type of the gripping object, and selects one of the initial sensor lists for initial setting of the sensor list based on the provided selection command. Since the list selection means can be provided, the initial setting of the sensor list can be optimized depending on the object to be grasped. Depending on the object to be grasped, the contact pressure collection efficiency of the contact sensor and the means of the grasping device It is possible to reduce the burden on the information processing system and shorten the collection time of contact pressure to the maximum, and to enable stable gripping control.

又、本発明の把持制御方法を用いることにより、或いは、本発明の把持制御プログラムを用いることにより、これらの把持制御方法や把持制御プログラムは、それぞれの機能と対応する機能を有する上述したそれぞれの把持装置の効果と同様の効果を得ることができる。   Further, by using the grip control method of the present invention or by using the grip control program of the present invention, these grip control methods and grip control programs have the functions corresponding to the respective functions described above. The same effect as that of the gripping device can be obtained.

以下、本発明の実施の形態について、図1〜図10を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.

<実施の形態1>
本発明の実施の形態1の把持装置は、図1(a)に示すような人型ロボット10における、人間の手に相当する部分であるハンド(把持装置)1である。このハンド(把持装置)1は、独立して駆動可能な2〜3個の関節を有する5本の指1bを備えた図1(a)に示すハンドメカニズム1a(前述の多指ハンド型把持手段に相当)を備えている。又、人型ロボット10は、ハンド(把持装置)1のほか、ハンドメカニズム1aを把持対象物に移動させるためのアーム2、このアーム2を支えるボディ3、及び、カメラ4aを目の部分に備えたヘッド4で構成される。
<Embodiment 1>
A gripping device according to Embodiment 1 of the present invention is a hand (gripping device) 1 that is a portion corresponding to a human hand in a humanoid robot 10 as shown in FIG. This hand (gripping device) 1 includes a hand mechanism 1a shown in FIG. 1 (a) having five fingers 1b having two to three joints that can be independently driven (the above-mentioned multi-finger hand-type gripping means). Equivalent). In addition to the hand (gripping device) 1, the humanoid robot 10 includes an arm 2 for moving the hand mechanism 1a to the object to be grasped, a body 3 that supports the arm 2, and a camera 4a in the eye portion. The head 4 is configured.

図2は、上記構成の人型ロボット10を制御する制御システムの機能ブロック図である。この制御システムは、処理部11、制御部12、駆動部13、記録部14、センサ部15、画像入力部16、及び、電源部17で構成される。この内、処理部11、制御部12、記録部14、画像入力部16、及び、電源部17は、ボディ3やヘッド4等の内部、若しくは別に設けた制御筐体に設置される。   FIG. 2 is a functional block diagram of a control system for controlling the humanoid robot 10 having the above configuration. This control system includes a processing unit 11, a control unit 12, a drive unit 13, a recording unit 14, a sensor unit 15, an image input unit 16, and a power supply unit 17. Among them, the processing unit 11, the control unit 12, the recording unit 14, the image input unit 16, and the power supply unit 17 are installed inside the body 3, the head 4, or the like or in a separately provided control casing.

処理部11は、ロボット全体の行動計画を立てる部分で、画像入力部16やセンサ部15からの入力、或いは通信による他の処理部からの命令等を受けて、行動を決定するための情報の処理を行ない、制御部12に対して人型ロボット10が行動するための命令を与える。   The processing unit 11 is a part for making an action plan for the entire robot, and receives information from the image input unit 16 and the sensor unit 15 or a command from another processing unit through communication. Processing is performed, and a command for the humanoid robot 10 to act is given to the control unit 12.

制御部12は、ハンド(把持装置)1や、アーム2、ボディ3、ヘッド4等を駆動するための制御を行なう部分で、人型ロボット10の構成部分毎に設けられているが、全体をまとめて一つの制御部12としてもよい。この制御部12は、処理部11からの命令に応じて、人型ロボット10の各構成部分に所定の動作を行なわせるための制御信号を生成し、駆動部13に出力する。   The control unit 12 is a part that performs control for driving the hand (gripping device) 1, arm 2, body 3, head 4, etc., and is provided for each component of the humanoid robot 10. It is good also as one control part 12 collectively. The control unit 12 generates a control signal for causing each component of the humanoid robot 10 to perform a predetermined operation in response to a command from the processing unit 11 and outputs the control signal to the drive unit 13.

駆動部13は、実際に人型ロボット10を動作させる部分であり、人型ロボット10の構成部分毎に設けられて当該構成部分に内蔵され、当該構成部分の駆動を担当する。この駆動部13は構成部分の駆動を行なうためのモータ等を備えており、制御部12からの制御信号に基づき、電源部17から供給される電力を用いてモータ等を駆動する。人型ロボット10の構成部分における各関節等の駆動部分は、直接モータで駆動する場合もあれば、カムやギヤを用いて間接的にモータで駆動する場合もある。この駆動部13には、ハンド(把持装置)1を担当する部分(前述の駆動手段に相当)も含まれている。   The drive unit 13 is a part that actually operates the humanoid robot 10. The drive unit 13 is provided for each constituent part of the humanoid robot 10 and is built in the constituent part, and is responsible for driving the constituent part. The drive unit 13 includes a motor or the like for driving the components, and drives the motor or the like using electric power supplied from the power supply unit 17 based on a control signal from the control unit 12. The driving parts such as the joints in the constituent parts of the humanoid robot 10 may be directly driven by a motor, or may be indirectly driven by a motor using a cam or gear. The drive unit 13 also includes a portion in charge of the hand (gripping device) 1 (corresponding to the drive means described above).

記録部14は、人型ロボット10の駆動のためのパラメータや一時的な情報を記録する部分である。尚、処理部11と制御部12及び記録部14は、RISCプロセッサ(マイクロコンピュータ)やFPGA等のチップ及びメモリが実装された回路基板で構成されるが、処理の規模によっては処理用のチップ1つで処理部11と制御部12及び記録部14の処理を行なうようにしてもよい。   The recording unit 14 is a part that records parameters for driving the humanoid robot 10 and temporary information. The processing unit 11, the control unit 12, and the recording unit 14 are configured by a circuit board on which a chip and a memory such as a RISC processor (microcomputer) and FPGA are mounted, but depending on the scale of processing, the processing chip 1. Therefore, the processing of the processing unit 11, the control unit 12, and the recording unit 14 may be performed.

センサ部15は、図1(b)に示すハンドメカニズム1aの指1bの表面における、把持対象物を把持する側(手のひら側)に備えられた複数の接触センサ5で構成される。画像入力部16は、人型ロボット10のヘッド4に備えられたカメラ4aに接続され、カメラ4aで捕らえた映像を入力処理するものである。電源部17は上記各部に対して電力を供給するためのもので、外部電源やバッテリーが用いられる。   The sensor unit 15 includes a plurality of contact sensors 5 provided on the side (palm side) of gripping an object to be gripped on the surface of the finger 1b of the hand mechanism 1a shown in FIG. The image input unit 16 is connected to the camera 4a provided in the head 4 of the humanoid robot 10, and performs an input process on an image captured by the camera 4a. The power supply unit 17 is for supplying power to the above-described units, and an external power supply or a battery is used.

本発明の実施の形態1におけるハンド(把持装置)1は、上述した通り人型ロボット10の一部である。そこで、ハンドメカニズム1aを駆動する制御は、主として上記の制御システムにおける、処理部11、制御部12、ハンドメカニズム1aに内蔵された駆動部13、記録部14、及び、ハンドメカニズム1aの指1bに備えられた複数の接触センサ5で構成されるセンサ部15を用いて行なわれる。次に、これらの部分を使用するハンド(把持装置)1の制御のシステム構成について説明する。   The hand (gripping device) 1 according to the first embodiment of the present invention is a part of the humanoid robot 10 as described above. Therefore, the control for driving the hand mechanism 1a is performed mainly on the processing unit 11, the control unit 12, the driving unit 13 built in the hand mechanism 1a, the recording unit 14, and the finger 1b of the hand mechanism 1a in the above control system. This is performed using a sensor unit 15 including a plurality of contact sensors 5 provided. Next, a system configuration for controlling the hand (gripping device) 1 that uses these parts will be described.

図3は、人型ロボット10の内、主にハンド1を制御する部分のシステム構成を示す機能ブロック図である。この制御システムは、上述したように、処理部11、制御部12、記録部14、ハンドメカニズム1aに内蔵された図示されていない駆動部13(前述の駆動手段に相当)、及び、ハンドメカニズム1aの指1bに備えられた複数の接触センサ5で構成される。制御部12には、センサ情報収集部12a(前述のセンサ情報収集手段に相当)、把持制御部12b(前述の駆動制御手段に相当)、センサリスト設定部12c(前述のセンサリスト設定手段に相当)、及び、センサリスト更新部12d(前述のセンサリスト更新手段に相当)が設けられ、記録部14にはセンサリスト14a、初期センサリスト14b、及び、センサ追加リスト14cが設けられる。   FIG. 3 is a functional block diagram showing a system configuration of a part of the humanoid robot 10 that mainly controls the hand 1. As described above, the control system includes the processing unit 11, the control unit 12, the recording unit 14, the driving unit 13 (not shown) built in the hand mechanism 1a (corresponding to the driving unit described above), and the hand mechanism 1a. The plurality of contact sensors 5 provided on the finger 1b. The control unit 12 includes a sensor information collection unit 12a (corresponding to the above-described sensor information collection unit), a grip control unit 12b (corresponding to the above-described drive control unit), and a sensor list setting unit 12c (corresponding to the above-described sensor list setting unit). ) And a sensor list update unit 12d (corresponding to the above-described sensor list update unit), and the recording unit 14 includes a sensor list 14a, an initial sensor list 14b, and a sensor addition list 14c.

接触センサ5は、把持の際に把持対象物に接触したときの接触圧力を検知する機能を有している。夫々の接触センサ5にはセンサアドレスが付与されており、図3の接触センサ5に付されている(数字)は、このセンサアドレスを表している。この接触センサ5は図4に示すような回路で構成されており、接触センサ5の内部抵抗は接触圧力が増加すると小さくなるので、接触圧力が増加すると出力電圧が増加する。図4において、Vrefは基準電圧を表している。   The contact sensor 5 has a function of detecting a contact pressure when it comes into contact with a grasped object during grasping. Each contact sensor 5 is given a sensor address, and (number) attached to the contact sensor 5 in FIG. 3 represents this sensor address. The contact sensor 5 includes a circuit as shown in FIG. 4, and the internal resistance of the contact sensor 5 decreases as the contact pressure increases. Therefore, the output voltage increases as the contact pressure increases. In FIG. 4, Vref represents a reference voltage.

処理部11は、把持命令と把持対象物の位置を制御部12に提供する。把持制御部12bは記録部14の情報を参照し、処理部11からの把持命令と把持対象物の位置データを用いて指1bの駆動等、把持のための制御を行なう。センサリスト設定部12cは、初期センサリスト14bを用いてセンサリスト14aの初期設定を行なうほか、付随する制御を行なう。センサリスト更新部12dは、記録部14に設けられた初期センサリスト14bとセンサ追加リスト14cとを用いて、同じく記録部14に設けられたセンサリスト14aの更新処理を行なう。センサ情報収集部12aは、センサリスト14aに基づいて接触センサ5の接触圧力を収集し、このセンサリスト14aに記録する。即ち、センサリスト14aには、収集する接触センサ5のセンサアドレス及び、このセンサアドレスの接触センサの接触圧力がセンサアドレスと対応して記録される。初期センサリスト14bは、センサリスト14aを初期設定するのに用いられ、予め、全ての接触センサ5の中から選択された選択接触センサのセンサアドレスが登録されている。センサ追加リスト14cは、センサリスト14aを更新するために用いられる追加すべき接触センサ5のセンサアドレスの設定に使用される。   The processing unit 11 provides the control unit 12 with the grip command and the position of the grip target. The grip control unit 12b refers to the information in the recording unit 14, and performs control for gripping such as driving of the finger 1b by using the grip command from the processing unit 11 and the position data of the grip target. The sensor list setting unit 12c performs initial setting of the sensor list 14a using the initial sensor list 14b and performs accompanying control. The sensor list update unit 12d uses the initial sensor list 14b and the sensor addition list 14c provided in the recording unit 14 to update the sensor list 14a that is also provided in the recording unit 14. The sensor information collection unit 12a collects the contact pressure of the contact sensor 5 based on the sensor list 14a and records it in the sensor list 14a. That is, in the sensor list 14a, the sensor address of the contact sensor 5 to be collected and the contact pressure of the contact sensor of this sensor address are recorded corresponding to the sensor address. The initial sensor list 14b is used to initialize the sensor list 14a, and sensor addresses of selected contact sensors selected from all the contact sensors 5 are registered in advance. The sensor addition list 14c is used for setting the sensor address of the contact sensor 5 to be added used for updating the sensor list 14a.

次に、ハンド(把持装置)1の動作につき、そのフローを示した図5を参照しながら説明する。まず、センサリスト設定部12cが、ハンド(把持装置)1の動作に必要な情報を収集するモードである情報収集モードのセットを行なうと共に、センサリスト14aの初期設定を行なう(S1)。この初期設定では、初期センサリスト14bに予め登録された選択接触センサのセンサアドレスがセンサリスト14aに設定されると共に、センサ追加リスト14cがクリアされる(S2)。   Next, the operation of the hand (grip device) 1 will be described with reference to FIG. First, the sensor list setting unit 12c sets an information collection mode, which is a mode for collecting information necessary for the operation of the hand (gripping device) 1, and performs initial setting of the sensor list 14a (S1). In this initial setting, the sensor address of the selected contact sensor registered in advance in the initial sensor list 14b is set in the sensor list 14a, and the sensor addition list 14c is cleared (S2).

次に、センサ収集部12aがセンサリスト14aに登録されている最初のセンサアドレスの接触センサ5の接触圧力(以下、接触センサ5の接触圧力をセンサ値と称する)を取得して、センサリスト14aに記録する(S3)。このセンサ値は、上述したように、接触圧力が増加するとセンサ値である出力電圧が増加するので、接触している接触センサ5の出力は接触していない接触センサ5の出力に対し高い電圧値が得られる。そこで、センサリスト設定部12cは、得られたセンサ値が、記録部に予め登録されている接触パラメータPtouchの値(以下、閾値と称する)以上であるか否かを判断し(S4)、閾値以上であった場合は、センサ追加リスト14cに、ある特定の接触センサ5のセンサアドレスを設定する(S5)。この設定を接触センサの追加と称する。この接触センサの追加は、センサ値が閾値以上となった接触センサ5である閾値超過接触センサのセンサアドレス及び、この閾値超過接触センサと特定の位置関係にある接触センサ5のセンサアドレスを、センサ追加リスト14cに設定することで行なう。この閾値超過接触センサと特定の位置関係にある接触センサ5とは、閾値超過接触センサである接触センサ5から1単位距離離れた全ての接触センサ5を言うものとする。ここでいう1単位距離離れたとは、例えば、複数の接触センサ5が面状に連続して配置されている場合、当該接触センサ5の周囲に隣接して配列されている接触センサ5を言い、2単位距離離れたとは、当該接触センサ5の周囲に隣接して配列されている接触センサ5の更に外側の周囲に隣接して配列されている当該接触センサ5を言う。接触センサ5の形状が正方形の場合は、1単位距離離れた接触センサ5は、当該接触センサ5の周囲縦横斜め方向に合計8個存在することになる。S4でセンサ値が、閾値を越えない場合は、接触センサの追加は行なわない。上記において、接触パラメータPtouchの値(閾値)は、接触が確実に行われていると言える状態における接触センサ5の出力を、実験的に或いは理論的に求めて定める。   Next, the sensor collection unit 12a acquires the contact pressure of the contact sensor 5 of the first sensor address registered in the sensor list 14a (hereinafter, the contact pressure of the contact sensor 5 is referred to as a sensor value), and the sensor list 14a (S3). As described above, since the output voltage as the sensor value increases as the contact pressure increases as described above, the output of the contact sensor 5 that is in contact is higher than the output of the contact sensor 5 that is not in contact. Is obtained. Therefore, the sensor list setting unit 12c determines whether or not the obtained sensor value is equal to or greater than a contact parameter Ptouch value (hereinafter referred to as a threshold value) registered in advance in the recording unit (S4). If so, the sensor address of a specific contact sensor 5 is set in the sensor addition list 14c (S5). This setting is called addition of a contact sensor. The addition of the contact sensor is performed by using the sensor address of the over-threshold contact sensor that is the contact sensor 5 whose sensor value is equal to or greater than the threshold value, and the sensor address of the contact sensor 5 in a specific positional relationship with the over-threshold contact sensor. This is done by setting in the additional list 14c. The contact sensors 5 having a specific positional relationship with the over-threshold contact sensors are all contact sensors 5 that are one unit distance away from the contact sensors 5 that are over-threshold contact sensors. For example, when the plurality of contact sensors 5 are continuously arranged in a planar shape, the term “one unit distance away” refers to the contact sensors 5 arranged adjacent to the periphery of the contact sensors 5. 2 units away means the contact sensor 5 arranged adjacent to the outer periphery of the contact sensor 5 arranged adjacent to the periphery of the contact sensor 5. When the shape of the contact sensor 5 is a square, there are a total of eight contact sensors 5 separated by one unit distance in the vertical, horizontal, and diagonal directions around the contact sensor 5. If the sensor value does not exceed the threshold value in S4, the contact sensor is not added. In the above description, the value (threshold value) of the contact parameter Ptouch is determined by experimentally or theoretically obtaining the output of the contact sensor 5 in a state where it can be said that the contact is reliably performed.

次に、センサリスト設定部12cが、センサ値の収集が済んでいない接触センサ5があるか否かを判断し(S6)、ある場合は、そのセンサアドレスの接触センサ5のセンサ値が収集されると共に(S7)、S4〜S6の処理が行なわれる。S6でセンサリスト14aに設定された全てのセンサアドレスの接触センサ5のセンサ値の収集が終了していると、センサリスト更新部12dが、初期センサリスト14bとセンサ追加リスト14cとを用いて、センサリスト14aを更新する(S8)。この更新は、初期センサリスト14bに登録されている全てのセンサアドレス及び、センサ追加リスト14cに追加されている全てのセンサアドレスを、センサリスト14aに設定することにより行なわれる。   Next, the sensor list setting unit 12c determines whether or not there is a contact sensor 5 for which sensor values have not been collected (S6). If there is, the sensor value of the contact sensor 5 at that sensor address is collected. (S7), the processing of S4 to S6 is performed. When the collection of the sensor values of the contact sensors 5 of all the sensor addresses set in the sensor list 14a in S6 is completed, the sensor list update unit 12d uses the initial sensor list 14b and the sensor addition list 14c, The sensor list 14a is updated (S8). This update is performed by setting all sensor addresses registered in the initial sensor list 14b and all sensor addresses added to the sensor addition list 14c in the sensor list 14a.

そして、センサリスト設定部12cは、更新された後のセンサリスト14aの全てのセンサアドレスが初期センサリスト14bと同じであるか否かを判断し(S9)、同じでない場合、即ち、この場合はセンサ追加リスト14cにセンサアドレスが追加されている場合であるので、ハンドメカニズム1aの指1bが把持対象物に接触している状態であり、更新されたセンサリスト14aに基づいて、S4〜S8の処理が行なわれる。   Then, the sensor list setting unit 12c determines whether or not all the sensor addresses in the updated sensor list 14a are the same as the initial sensor list 14b (S9). Since the sensor address is added to the sensor addition list 14c, the finger 1b of the hand mechanism 1a is in contact with the object to be grasped, and based on the updated sensor list 14a, S4 to S8. Processing is performed.

一方、更新された後のセンサリスト14aが初期センサリスト14bと同じである場合は、センサ追加リスト14cにセンサアドレスが追加されていない場合であり、センサ値が閾値以上である接触センサ5が全く存在しない場合であるので、この場合は、ハンドメカニズム1aは把持対象物とは接触しておらず、把持を終了してハンドメカニズム1aが把持対象物から離れていることがわかる。そこで、センサリスト設定部12cは、情報収集モードをリセットすると共にセンサリスト14aをクリアするので (S10)、センサ情報収集部12aは接触センサ5のセンサ値の収集を終了する。   On the other hand, when the updated sensor list 14a is the same as the initial sensor list 14b, the sensor address is not added to the sensor addition list 14c, and the contact sensor 5 whose sensor value is equal to or greater than the threshold value is completely present. In this case, it can be seen that the hand mechanism 1a is not in contact with the object to be grasped, and the hand mechanism 1a is separated from the object to be grasped after the grasping is finished. Therefore, since the sensor list setting unit 12c resets the information collection mode and clears the sensor list 14a (S10), the sensor information collection unit 12a finishes collecting the sensor values of the contact sensor 5.

尚、収集モードをリセットするかどうかの判断は、センサ値が閾値以上である接触センサ5が全く存在しなくなってから一定時間が経過したことを条件として行なってもよく、あるいは、カメラ4aが接続された画像入力部16から得られる画像によって把持対象物がカメラ4aの視界から無くなったことを確認して行なうようにしてもよい。又、図5のフローには記載されていないが、上記の処理と平行して、把持制御部12bは接触圧力が記録されているセンサリスト14aに基づき、ハンドメカニズム1aの指1bの駆動制御情報を演算して駆動部13に出力する。   Note that whether or not to reset the collection mode may be determined on the condition that a fixed time has passed since the contact sensor 5 whose sensor value is equal to or greater than the threshold value no longer exists, or the camera 4a is connected. The image obtained from the image input unit 16 may be performed after confirming that the grasped object has disappeared from the field of view of the camera 4a. Although not shown in the flow of FIG. 5, in parallel with the above processing, the grip control unit 12b is based on the sensor list 14a in which the contact pressure is recorded, and drive control information for the finger 1b of the hand mechanism 1a. Is output to the drive unit 13.

上記の説明において、センサリスト設定部12cによるセンサ追加リスト14cへの接触センサの追加及び、センサリスト更新部12dによる初期センサリスト14bとセンサ追加リスト14cとを用いたセンサリスト14aの更新処理は、具体的には、図6に示すように行なわれる。図6(0-0)は、ハンドメカニズム1aの一つの指1bに備えられた接触センサ5の一部を示したものである。図6(0-0)に示すように、各接触センサ5の形状は正方形であり、これらの接触センサ5が相互に隣接して配置されている。これらの接触センサ5には、それぞれセンサアドレスが付与されており、例えば、図6(0-0)において、上から2行目で、左から3列目の接触センサ5のセンサアドレスは、023である。   In the above description, the sensor list setting unit 12c adds a contact sensor to the sensor addition list 14c, and the sensor list update unit 12d updates the sensor list 14a using the initial sensor list 14b and the sensor addition list 14c. Specifically, this is performed as shown in FIG. FIG. 6 (0-0) shows a part of the contact sensor 5 provided on one finger 1b of the hand mechanism 1a. As shown in FIG. 6 (0-0), each contact sensor 5 has a square shape, and these contact sensors 5 are arranged adjacent to each other. Each of these contact sensors 5 is given a sensor address. For example, in FIG. 6 (0-0), the sensor address of the contact sensor 5 in the second row from the top and the third column from the left is 023. It is.

図6(0-1)は、上記の接触センサ5の内、初期センサリスト14bにセンサアドレスが登録された選択接触センサ5を示したものであり、太枠で囲まれた接触センサ5が登録されている選択接触センサ5である。この場合は、縦方向横方向とも1個おきに登録されている。   FIG. 6 (0-1) shows the selected contact sensor 5 in which the sensor address is registered in the initial sensor list 14b among the contact sensors 5 described above, and the contact sensor 5 surrounded by a thick frame is registered. This is the selected contact sensor 5. In this case, every other vertical and horizontal directions are registered.

接触センサ5のセンサ値が収集される過程において、図6(1-1)に示すAの接触センサ5のセンサ値が閾値を超えていた場合、センサリスト設定部12cは、閾値超過接触センサであるAの接触センサ5から1単位距離離れた接触センサ5、即ち、Aの接触センサ5の周囲に配置されている全ての接触センサ5と、閾値超過接触センサであるAの接触センサ5そのものとを、センサ追加リスト14cに追加する。図6(1-2)は、センサ追加リスト14cに追加された接触センサ5を示したものである。そして、センサリスト14aに設定された全ての接触センサ5のセンサ値の収集が終了した時点で、センサ追加リスト14cが図6(1-2)のようであった場合、センサリスト更新部12dが、図6(0-1)の初期センサリスト14bと図6(1-2)のセンサ追加リスト14cとを用いて、センサリスト14aを図6(1-3)のように更新する。即ち、図6(0-1)の初期センサリスト14bに登録されている全てのセンサアドレス及び、図6(1-2)のセンサ追加リスト14cに追加されている全てのセンサアドレスが、センサリスト14aに設定される。   In the process of collecting the sensor values of the contact sensor 5, when the sensor value of the contact sensor 5 of A shown in FIG. 6 (1-1) exceeds the threshold value, the sensor list setting unit 12c is an over-threshold contact sensor. A contact sensor 5 that is one unit distance away from a certain A contact sensor 5, that is, all the contact sensors 5 arranged around the A contact sensor 5, and the A contact sensor 5 itself that is an overthreshold contact sensor Is added to the sensor addition list 14c. FIG. 6 (1-2) shows the contact sensor 5 added to the sensor addition list 14c. When the sensor addition list 14c is as shown in FIG. 6 (1-2) at the time when the collection of the sensor values of all the contact sensors 5 set in the sensor list 14a is completed, the sensor list update unit 12d Using the initial sensor list 14b in FIG. 6 (0-1) and the sensor addition list 14c in FIG. 6 (1-2), the sensor list 14a is updated as shown in FIG. 6 (1-3). That is, all sensor addresses registered in the initial sensor list 14b in FIG. 6 (0-1) and all sensor addresses added in the sensor addition list 14c in FIG. 14a.

次に、センサリスト14aの更新後における接触センサ5のセンサ値の収集の過程で、図6(2-1)に示すBの接触センサ5のセンサ値が閾値を超えていた場合、センサリスト設定部により、図6(2-2)に示すように、Bの接触センサ5の周囲の接触センサ5がセンサ追加リスト14cに追加される。そして、更新後のセンサリスト14aに設定された全ての接触センサ5のセンサ値の取得が終了した時点で、センサ追加リスト14cが図6(2-2)のようであった場合、センサリスト14aは、センサリスト更新部12dによる上記と同様の処理により、図6(2-3)のように更新される。同様にして、更に、センサリスト14aの更新後における接触センサ5のセンサ値の収集の過程で、図6(3-1)に示すCの接触センサ5のセンサ値が閾値を超えていた場合、図6(3-2)に示すように、Cの接触センサ5の周囲の接触センサ5がセンサ追加リスト14cに追加される。そして、更新後のセンサリスト14aに設定された全ての接触センサ5のセンサ値の取得が終了した時点で、センサ追加リスト14cが図6(3-2)のようであった場合、センサリスト14aは図6(3-3)のように更新される。この際、図6(3-1)に示すC′の接触センサ5はセンサリスト14aから削除される。   Next, in the process of collecting the sensor values of the contact sensor 5 after the update of the sensor list 14a, if the sensor value of the contact sensor 5 of B shown in FIG. 6, the contact sensors 5 around the contact sensor 5 of B are added to the sensor addition list 14 c as shown in FIG. When the sensor addition list 14c is as shown in FIG. 6 (2-2) when acquisition of the sensor values of all the contact sensors 5 set in the updated sensor list 14a is completed, the sensor list 14a Is updated as shown in FIG. 6 (2-3) by the same process as described above by the sensor list update unit 12d. Similarly, when the sensor value of the contact sensor 5 of C shown in FIG. 6 (3-1) exceeds the threshold value in the process of collecting the sensor values of the contact sensor 5 after the update of the sensor list 14a, As shown in FIG. 6 (3-2), the contact sensors 5 around the C contact sensor 5 are added to the sensor addition list 14c. When the sensor addition list 14c is as shown in FIG. 6 (3-2) when the sensor values of all the contact sensors 5 set in the updated sensor list 14a have been acquired, the sensor list 14a Is updated as shown in FIG. 6 (3-3). At this time, the contact sensor 5 of C ′ shown in FIG. 6 (3-1) is deleted from the sensor list 14a.

以上に述べたように、上記のハンド(把持装置)1では、当初において、全ての接触センサの接触圧力を収集するのではなく、全ての接触センサの中から予め選択された選択接触センサのみの接触圧力を収集する。又、把持対象物が接触するハンドメカニズム1aの接触部位の移動に伴って、センサ値を収集すべき接触センサ5のセンサアドレスを変更することができる。これにより、接触部位の移動に伴って、センサ値の収集が必要な位置の接触センサ5のセンサ値のみを収集する。そこで、把持制御に必要な情報を効率的に収集することができ、接触圧力の収集時間の短縮を図ることが可能となる。従って、上記のハンド(把持装置)1によれば、接触センサによる接触圧力の検知における面積分解能を落とすことなく、即ち、高い面積分解能を維持するのに必要な接触センサの使用個数を減らすことなく、接触センサの接触圧力の収集を効率的に行なえ、情報処理系の負担を軽減すると共に、接触圧力の収集時間の短縮を図って信頼性の高いデータを得ることにより、安定した把持制御を行なうことができる。   As described above, in the hand (gripping device) 1 described above, the contact pressures of all the contact sensors are not collected initially, but only the selected contact sensors preselected from all the contact sensors are collected. Collect contact pressure. Moreover, the sensor address of the contact sensor 5 from which sensor values should be collected can be changed with the movement of the contact portion of the hand mechanism 1a that comes into contact with the grasped object. Thereby, only the sensor value of the contact sensor 5 at the position where the sensor value needs to be collected is collected along with the movement of the contact part. Therefore, it is possible to efficiently collect information necessary for gripping control, and it is possible to shorten the time for collecting contact pressure. Therefore, according to the hand (gripping device) 1 described above, without reducing the area resolution in the detection of the contact pressure by the contact sensor, that is, without reducing the number of contact sensors used to maintain a high area resolution. The contact pressure of the contact sensor can be collected efficiently, reducing the burden on the information processing system, and reducing the contact pressure collection time to obtain highly reliable data for stable grip control be able to.

尚、上記においては、閾値超過接触センサと特定の位置関係にある接触センサ5として、閾値超過接触センサである接触センサ5から1単位距離離れた接触センサ5を用いているが、この距離を1単位距離以外の他の距離としてもよい。或いは、当該閾値超過接触センサが所属する指1bのエリアに備えられた全ての接触センサ5を用いるようにしてもよい。図7はこの場合の例を示したものであり、図7(4-1)のEの接触センサ5のセンサ値が閾値を超えていた場合、図7(4-2)に示すように、当該閾値超過接触センサが所属する指1bのエリアに備えられた全ての接触センサ5がセンサ追加リスト14cに追加される。   In the above, as the contact sensor 5 having a specific positional relationship with the over-threshold contact sensor, the contact sensor 5 that is 1 unit distance away from the over-threshold contact sensor 5 is used. A distance other than the unit distance may be used. Alternatively, all contact sensors 5 provided in the area of the finger 1b to which the above-threshold contact sensor belongs may be used. FIG. 7 shows an example of this case. When the sensor value of the contact sensor 5 of E in FIG. 7 (4-1) exceeds the threshold value, as shown in FIG. 7 (4-2), All the contact sensors 5 provided in the area of the finger 1b to which the excess threshold contact sensor belongs are added to the sensor addition list 14c.

又、上記においては、センサリスト14aの更新処理は、初期センサリスト14bに登録されている全てのセンサアドレス及び、センサ追加リスト14cに追加されている全てのセンサアドレスを、センサリスト14aに設定することにより行なわれるが、センサ追加リスト14cに設定されている全てのセンサアドレスのみをセンサリスト14aに設定する方法も考えられる。   In the above, the update process of the sensor list 14a sets all sensor addresses registered in the initial sensor list 14b and all sensor addresses added to the sensor addition list 14c in the sensor list 14a. However, a method of setting only all sensor addresses set in the sensor addition list 14c in the sensor list 14a is also conceivable.

<実施の形態2>
上記の実施の形態1においては、ハンド(把持装置)1はセンサリスト設定部12cが、ハンド(把持装置)1の動作に必要な情報を収集するモードである情報収集モードのセットを行なうと、ハンドメカニズム1aが把持対象物に接触しているか否かにかかわらず、すぐにセンサ収集部12aが接触センサ5のセンサ値の収集を始める構成として説明している。しかし、接触センサ5のセンサ値の収集が必要なのは、ハンドメカニズム1aが把持対象物に接触した以降でよい。そこで、次に、この点に関する対策を施した実施の形態2について説明する。
<Embodiment 2>
In the first embodiment, when the hand (grip device) 1 sets the information collection mode in which the sensor list setting unit 12c collects information necessary for the operation of the hand (grip device) 1, It is described as a configuration in which the sensor collection unit 12a immediately starts collecting sensor values of the contact sensor 5 regardless of whether or not the hand mechanism 1a is in contact with the grasped object. However, the sensor value of the contact sensor 5 needs to be collected after the hand mechanism 1a comes into contact with the grasped object. Therefore, a second embodiment in which measures for this point are taken will now be described.

実施の形態2におけるハンド(把持装置)は、上述した実施の形態1におけるハンド(把持装置)1とほとんど同じであり、先に説明した実施の形態1と異なるのは、図8の、当該実施の形態2における制御のシステム構成に示す通り、制御部12に接触判断部12e(前述の接触判断手段に相当)を追加した点のみである。   The hand (gripping device) in the second embodiment is almost the same as the hand (gripping device) 1 in the first embodiment described above. The difference from the first embodiment described above is that of FIG. As shown in the control system configuration in the second embodiment, only the contact determination unit 12e (corresponding to the contact determination means described above) is added to the control unit 12.

この接触判断部12eは、ハンドメカニズム1aが把持対象物に接触したか否かを判断し、接触したことが判明した後は、上述した実施の形態1における、センサリスト設定部12cによる情報収集モードのセット以降の動作が行なわれる。そこで、ここでは、接触判断部12eについてのみ説明する。   The contact determination unit 12e determines whether or not the hand mechanism 1a has contacted the object to be grasped, and after it is determined that the contact has occurred, the information collection mode by the sensor list setting unit 12c in the first embodiment described above. The operation after the set is performed. Therefore, only the contact determination unit 12e will be described here.

接触判断部12eとしては、2つの形態が考えられる。一つは、ハンドメカニズム1aの全ての指1bに備えられている全ての接触センサ5又は、初期センサリストに設定されているセンサアドレスの接触センサ5の検知する接触圧力、即ち、センサ値を監視すると共に、いずれかのセンサ値が接触していない状態と異なる値を最初に示した場合、即ち、センサ値が最初に変化した時点で、ハンドメカニズム1aが把持対象物に接触したと判断するものである。   There are two possible forms of the contact determination unit 12e. One is to monitor the contact pressure, that is, the sensor value detected by all the contact sensors 5 provided on all the fingers 1b of the hand mechanism 1a or the contact sensor 5 of the sensor address set in the initial sensor list. In addition, when one of the sensor values first shows a value different from the state in which the sensor value is not in contact, that is, when the sensor value first changes, it is determined that the hand mechanism 1a has touched the object to be grasped. It is.

もう一つの形態は、ハンドメカニズム1aの複数の指1bを駆動する駆動部13の全ての駆動負荷を監視し、いずれかの駆動負荷が最初に所定の値を超えたときに、ハンドメカニズム1aが把持対象物に接触したと判断するものである。これは、ハンド(把持装置)が把持動作をするため、ハンドメカニズム1aの指1bを動かす必要があるが、把持対象物への接触は、この動いている途中に生じ、接触により瞬間的に、駆動に用いられているモータ等に流れる電流が増加するので、この電流の増加等のような、駆動負荷が最初に所定値を超えた状態を検出することにより、ハンドメカニズム1aの指1bが把持対象物に接触したことを検知するものである。この場合、ハンドメカニズム1aの複数の指1bのみならず、アーム2の駆動負荷を監視の対象に含めることもできる。又、把持対象物に接触したか否かの判断を、カメラ4aが接続された画像入力部16から得られる画像によって行なうようにしてもよい。   In another embodiment, all the driving loads of the driving unit 13 that drives the plurality of fingers 1b of the hand mechanism 1a are monitored, and when any of the driving loads first exceeds a predetermined value, the hand mechanism 1a It is determined that the object has been touched. This is because the hand (gripping device) performs a gripping operation, and thus it is necessary to move the finger 1b of the hand mechanism 1a, but the contact with the gripping object occurs during the movement, and instantaneously due to the contact, Since the current flowing through the motor used for driving increases, the finger 1b of the hand mechanism 1a grasps by detecting a state in which the driving load first exceeds a predetermined value, such as an increase in the current. It detects that the object has been touched. In this case, not only the plurality of fingers 1b of the hand mechanism 1a but also the driving load of the arm 2 can be included in the monitoring target. Further, whether or not the object to be grasped has been touched may be determined based on an image obtained from the image input unit 16 to which the camera 4a is connected.

<実施の形態3>
上記の実施の形態1において、初期センサリスト14bは一種類しか用意されていないが、把持対象物の種類に応じて複数備えるようにしてもよい。次にこれを採用した実施の形態3について説明する。
<Embodiment 3>
In the first embodiment, only one type of initial sensor list 14b is prepared. However, a plurality of initial sensor lists 14b may be provided according to the type of gripping object. Next, a third embodiment in which this is adopted will be described.

実施の形態3におけるハンド(把持装置)は、最初に説明した実施の形態1におけるハンド(把持装置)とほとんど同じであり、先に説明した実施の形態1と異なるのは、図9の、当該実施の形態3における制御のシステム構成に示す通り、制御部12に初期センサリスト選択部12f(前述の初期センサリスト選択手段に相当)を追加した点、及び、初期センサリスト14bを把持対象物の種類に応じて複数備えた点のみである。   The hand (gripping device) in the third embodiment is almost the same as the hand (gripping device) in the first embodiment described first, and is different from the first embodiment described above in FIG. As shown in the control system configuration in the third embodiment, the initial sensor list selection unit 12f (corresponding to the above-mentioned initial sensor list selection unit) is added to the control unit 12, and the initial sensor list 14b is used as the gripping object. Only a plurality of points are provided depending on the type.

実施の形態3においては、処理部11からの把持命令等により、把持制御部12bが指1bの駆動等の制御を開始するのに際して、把持対象物の種類の選択指令が処理部11から出力されるので、初期センサリスト選択部12fは、この処理部11からの選択指令により、複数の初期センサリスト14bの中から一つを選択する。この初期センサリスト選択部12fによる処理は、ハンド(把持装置)の全ての処理に先立って行なわれ、その後は、上述した処理が順に行なわれる。   In the third embodiment, when the gripping control unit 12b starts control such as driving of the finger 1b by a gripping command from the processing unit 11, a selection command for the type of the gripping object is output from the processing unit 11. Therefore, the initial sensor list selection unit 12f selects one of the plurality of initial sensor lists 14b according to the selection command from the processing unit 11. The processing by the initial sensor list selection unit 12f is performed prior to all processing of the hand (gripping device), and thereafter, the above-described processing is sequentially performed.

図9には、実施の形態3における具体的な初期センサリスト14bの例が示されている。この例では、把持対象物として、缶、ペン、及び、ネジを採りあげ、これらに対するハンドメカニズム1aの動作の状態が、図10の上段に、又、センサ値の収集が必要な接触センサ5が、図10の下段に示されている。これらの接触センサ5は必要なもののみに絞り込まれているので、これらの初期センサリスト14bを用いることにより、センサ値の収集を効率化することができる。   FIG. 9 shows an example of a specific initial sensor list 14b in the third embodiment. In this example, cans, pens, and screws are picked up as objects to be grasped, and the state of operation of the hand mechanism 1a with respect to these is shown in the upper part of FIG. This is shown in the lower part of FIG. Since these contact sensors 5 are narrowed down to only necessary ones, the collection of sensor values can be made efficient by using these initial sensor lists 14b.

尚、処理部11が選択指令を発するに際しては、把持対象物を外部から予め指定する方法や、カメラ4aが接続された画像入力部16から得られる画像によって処理部11が自ら決定する方法等が考えられる。   When the processing unit 11 issues a selection command, there are a method for preliminarily specifying a gripping object from the outside, a method for the processing unit 11 to determine by itself based on an image obtained from the image input unit 16 to which the camera 4a is connected, and the like. Conceivable.

以上説明した把持装置は、該把持装置を機能させるためのプログラムで実現されている。   The gripping device described above is realized by a program for causing the gripping device to function.

発明の対象とするのは、このプログラムそのものであってもよいし、このプログラムがコンピュータで読み取り可能な記録媒体に格納されているものであってもよい。   The subject of the invention may be the program itself, or the program stored in a computer-readable recording medium.

本発明では、この記録媒体として、図2に示す制御部(マイクロコンピュータ)12で処理が行なわれるために必要なメモリ、例えばROMのようなものそのものがプログラムメディアであってもよいし、また、図示していない外部記憶装置としてプログラム読み取り装置が設けられ、そこに記録媒体を挿入することで読み取り可能なプログラムメディアであってもよい。本発明では、図2に示す記録部14に備えられたメモリがプログラムメディアとなっている。いずれの場合においても、格納されているプログラムはマイクロコンピュータがアクセスして実行させる構成であってもよいし、あるいはいずれの場合もプログラムを読み出し、読み出されたプログラムは、マイクロコンピュータの図示しないプログラム記憶エリアにロードされて、そのプログラムが実行される方式であってもよい。このロード用のプログラムは予め本体装置である制御部12に格納されているものとする。   In the present invention, as the recording medium, a memory necessary for processing performed by the control unit (microcomputer) 12 shown in FIG. 2, for example, a ROM itself may be a program medium. A program reading device may be provided as an external storage device (not shown), and the program medium may be read by inserting a recording medium therein. In the present invention, the memory provided in the recording unit 14 shown in FIG. 2 is a program medium. In any case, the stored program may be configured to be accessed and executed by the microcomputer, or in any case, the program is read and the read program is a program (not shown) of the microcomputer. It may be a method in which the program is executed after being loaded into the storage area. It is assumed that the loading program is stored in advance in the control unit 12 which is the main body device.

ここで、上記プログラムメディアは、本体と分離可能に構成される記録媒体であり、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、FD(フレキシブルディスク)やHD(ハードディスク)等の磁気ディスクやCD−ROM/MO/MD/DVD等の光ディスク系、ICカード(メモリカードを含む)/光カード等のカード系、あるいはマスクROM、EPROM、EEPROM、フラッシュROM等による半導体メモリを含めた固定的にプログラムを担持する媒体であってもよい。   Here, the program medium is a recording medium configured to be separable from the main body, such as a tape system such as a magnetic tape or a cassette tape, a magnetic disk such as an FD (flexible disk) or HD (hard disk), or a CD-ROM / Supports fixed programs including optical disks such as MO / MD / DVD, card systems such as IC cards (including memory cards) / optical cards, and semiconductor memories such as mask ROM, EPROM, EEPROM, flash ROM, etc. It may be a medium.

また、本発明においては、インターネットを含む通信ネットワークと接続可能なシステム構成であることから、通信ネットワークからプログラムをダウンロードするように流動的にプログラムを担持する媒体であってもよい。なお、このように通信ネットワークからプログラムをダウンロードする場合には、そのダウンロード用プログラムは予め装置本体に格納しておくか、あるいは別の記録媒体からインストールされるものであってもよい。なお、記録媒体に格納されている内容としてはプログラムに限定されず、データであってもよい。   Further, in the present invention, since the system configuration is connectable to a communication network including the Internet, the medium may be a medium that dynamically carries the program so as to download the program from the communication network. When the program is downloaded from the communication network in this way, the download program may be stored in the apparatus main body in advance or may be installed from another recording medium. The content stored in the recording medium is not limited to a program, and may be data.

さらに、本発明では、プログラム自体として、図2に示す制御部(マイクロコンピュータ)12で実行される処理そのものであってもよいし、あるいはインターネットを含む通信ネットワークとアクセスすることで取り込める、あるいは取り込めたものであってもよいし、こちらから送り出すものであってもよい。さらには、この取り込んだプログラムに基づいて、上記把持装置内で処理された結果、つまり生成されたものであってもよい。あるいは、こちらから送り出す際に上記把持装置内で処理された結果、つまり生成されたものであってもよい。なお、これらのものはプログラムに限定されず、データであってもよい。   Furthermore, in the present invention, the program itself may be the process itself executed by the control unit (microcomputer) 12 shown in FIG. 2, or it can be taken in or taken in by accessing a communication network including the Internet. It may be a thing or a thing sent out here. Furthermore, a result obtained by processing in the gripping device based on the fetched program, that is, a generated result may be used. Alternatively, it may be a result of processing in the gripping device when sent from here, that is, a generated result. In addition, these things are not limited to a program, Data may be sufficient.

本発明の把持装置及び把持制御方法並びに把持制御プログラムは、工場等の生産現場等での使用に活用できる。   The gripping apparatus, gripping control method, and gripping control program of the present invention can be used for use in production sites such as factories.

(a)は実施の形態1における人型ロボットの概観図、(b)はその一部であるハンド(把持装置)のハンドメカニズムの概観図である。(a) is a general view of the humanoid robot in Embodiment 1, and (b) is a general view of a hand mechanism of a hand (gripping device) as a part thereof. 実施の形態1における人型ロボットの制御のシステム構成図である。2 is a system configuration diagram of control of a humanoid robot in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1におけるハンド(把持装置)の制御のシステム構成図である。3 is a system configuration diagram of control of a hand (gripping device) in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1における接触センサの回路構成図である。2 is a circuit configuration diagram of a contact sensor in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1におけるハンド(把持装置)の動作フローチャートである。3 is an operation flowchart of the hand (grip device) in the first embodiment. 実施の形態1におけるセンサリストの更新処理の説明図である。6 is an explanatory diagram of sensor list update processing according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1におけるセンサリストの更新処理の他の例の説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram of another example of sensor list update processing in the first embodiment. 実施の形態2におけるハンド(把持装置)の制御のシステム構成図である。FIG. 10 is a system configuration diagram of control of a hand (grip device) in the second embodiment. 実施の形態3におけるハンド(把持装置)の制御のシステム構成図である。FIG. 10 is a system configuration diagram of control of a hand (gripping device) in a third embodiment. 実施の形態3における初期センサリストの説明図である。FIG. 20 is an explanatory diagram of an initial sensor list in the third embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 ハンド(把持装置)
1a ハンドメカニズム
1b 指
2 アーム
3 ボディ
4 ヘッド
4a カメラ
5 接触センサ
10 人型ロボット
11 処理部
12 制御部
12a センサ情報収集部
12b 把持制御部
12c センサリスト設定部
12d センサリスト更新部
12e 接触判断部
12f 初期センサリスト選択部
13 駆動部
14 記録部
14a センサリスト
14b 初期センサリスト
14c センサ追加リスト
15 センサ部
16 画像入力部
17 電源部
1 Hand (gripping device)
1a hand mechanism 1b finger 2 arm 3 body 4 head 4a camera 5 contact sensor 10 humanoid robot 11 processing unit 12 control unit 12a sensor information collection unit 12b grip control unit 12c sensor list setting unit 12d sensor list update unit 12e contact determination unit 12f Initial sensor list selection unit 13 Drive unit 14 Recording unit 14a Sensor list 14b Initial sensor list 14c Sensor addition list 15 Sensor unit 16 Image input unit 17 Power supply unit

Claims (17)

独立して駆動可能な複数の指を備え、該指を用いて把持対象物を把持する多指ハンド型把持手段と、
前記指を駆動する駆動手段と、
前記指に複数備えられ、把持の際に接触する把持対象物との接触圧力を検知すると共に、各々にセンサアドレスが付与されている接触センサと、
複数の前記接触センサの中から選択された選択接触センサのセンサアドレスが予め登録された初期センサリストと、
前記初期センサリストに登録されたセンサアドレスをセンサリストへ初期設定するセンサリスト設定手段と、
前記センサリストの更新処理を行なうセンサリスト更新手段と、
前記初期設定又は前記更新処理される毎に、前記センサリストに設定されている全てのセンサアドレスの接触センサに対して、順次、接触圧力を収集して前記センサリストに記録するセンサ情報収集手段と、
前記接触圧力に基づき、前記指の駆動制御情報を演算して前記駆動手段に提供する駆動制御手段と、を備えたことを特徴とする把持装置。
A multi-fingered hand-type gripping means comprising a plurality of independently drivable fingers and gripping a gripping object using the fingers;
Driving means for driving the finger;
A plurality of the fingers, and a contact sensor that detects a contact pressure with an object to be gripped that is in contact with the finger and has a sensor address assigned thereto;
An initial sensor list in which sensor addresses of selected contact sensors selected from the plurality of contact sensors are registered in advance;
Sensor list setting means for initially setting the sensor address registered in the initial sensor list to the sensor list;
Sensor list updating means for performing update processing of the sensor list;
Sensor information collecting means for sequentially collecting contact pressures of all sensor addresses set in the sensor list and recording them in the sensor list each time the initial setting or the update process is performed; ,
A gripping apparatus comprising: drive control means for calculating drive information of the finger based on the contact pressure and providing the calculated information to the drive means.
前記センサリスト設定手段は、前記センサ情報収集手段により順次なされる接触圧力の収集毎に、該接触圧力が所定の閾値を越えるか否かを判断し、越える場合に該閾値を超過する閾値超過接触センサのセンサアドレス、及び、該閾値超過接触センサと特定の位置関係にある接触センサのセンサアドレスをセンサ追加リストに設定し、
前記センサリスト更新手段は、前記センサ情報収集手段による前記センサリストの全てのセンサアドレスの接触センサに対する接触圧力の収集終了後、前記センサ追加リスト及び前記初期センサリストの情報に基づいて前記センサリストの更新処理を行なう請求項1記載の把持装置。
The sensor list setting means determines whether or not the contact pressure exceeds a predetermined threshold every time contact pressure is sequentially collected by the sensor information collecting means, and exceeds the threshold when the contact pressure is exceeded. Set the sensor address of the sensor and the sensor address of the contact sensor in a specific positional relationship with the over-threshold contact sensor in the sensor addition list,
The sensor list updating means, after the collection of contact pressures for contact sensors of all sensor addresses of the sensor list by the sensor information collecting means, is completed based on the information of the sensor addition list and the initial sensor list. The gripping apparatus according to claim 1, wherein update processing is performed.
前記特定の位置関係にある接触センサが、前記閾値超過接触センサから1単位距離離れた全てのセンサである請求項2記載の把持装置。   The gripping device according to claim 2, wherein the contact sensors in the specific positional relationship are all sensors separated by one unit distance from the over-threshold contact sensor. 前記更新処理として、前記センサ追加リストに設定されたセンサアドレス及び前記初期センサリストに登録されたセンサアドレスのみを前記センサリストに設定してなる請求項2又は3記載の把持装置。   4. The gripping device according to claim 2, wherein only the sensor address set in the sensor addition list and the sensor address registered in the initial sensor list are set in the sensor list as the update process. 複数の前記接触センサ又は、前記初期センサリストに登録されているセンサアドレスの接触センサが検知する接触圧力を監視すると共に、いずれかの接触圧力が最初に変化した時に、前記センサリスト設定手段に対して、前記初期センサリストに登録されたセンサアドレスを前記センサリストへ初期設定する指示を行なう接触判断手段を備えてなる請求項1〜4のいずれか1項に記載の把持装置。   The contact pressure detected by a plurality of contact sensors or contact sensors with sensor addresses registered in the initial sensor list is monitored, and when any of the contact pressures changes for the first time, the sensor list setting means 5. The gripping device according to claim 1, further comprising a contact determination unit that gives an instruction to initially set a sensor address registered in the initial sensor list in the sensor list. 前記指を駆動する駆動手段の駆動負荷を監視し、該駆動負荷が所定の値を超えたときに、前記センサリスト設定手段に対して、前記初期センサリストに登録されたセンサアドレスを前記センサリストへ初期設定する指示を行なう接触判断手段を備えてなる請求項1〜4のいずれか1項に記載の把持装置。   The driving load of the driving means for driving the finger is monitored, and when the driving load exceeds a predetermined value, the sensor list is registered with the sensor address registered in the initial sensor list. The gripping device according to any one of claims 1 to 4, further comprising contact determination means for performing an initial setting instruction. 前記センサ情報収集手段は、前記センサリスト更新手段により更新処理された前記センサリストの全てのセンサアドレスが前記初期センサリストと同じである場合は、接触センサからの接触圧力の収集を停止してなる請求項1〜6のいずれか1項に記載の把持装置。   The sensor information collecting unit stops collecting contact pressure from the contact sensor when all the sensor addresses of the sensor list updated by the sensor list updating unit are the same as the initial sensor list. The gripping device according to any one of claims 1 to 6. 前記把持対象物の種類に応じて複数の初期センサリストを備えると共に、提供された選択指令に基づき、いずれかの初期センサリストを前記センサリストの初期設定用として選択する初期センサリスト選択手段を備えてなる請求項1〜7のいずれか1項に記載の把持装置。   A plurality of initial sensor lists are provided according to the type of the gripping object, and initial sensor list selection means for selecting any initial sensor list for initial setting of the sensor list based on a provided selection command is provided. The gripping device according to any one of claims 1 to 7. 独立して駆動可能な複数の指を備え、該指を用いて把持対象物を把持する多指ハンド型把持手段と、前記指を駆動する駆動手段と、前記指に複数備えられ、把持の際に接触する把持対象物との接触圧力を検知すると共に、各々にセンサアドレスが付与されている接触センサと、複数の前記接触センサの中から選択された選択接触センサのセンサアドレスが予め登録された初期センサリストと、前記接触圧力に基づき、指の駆動制御情報を演算して前記駆動手段に提供する駆動制御手段とを備えた把持装置における把持制御方法であって、
前記初期センサリストに登録されたセンサアドレスをセンサリストへ初期設定するセンサリスト設定ステップと、
前記センサリストの更新処理を行なう更新処理ステップと、
前記センサリスト設定ステップ又は前記更新処理ステップにより初期設定又は更新処理される毎に、前記センサリストに設定されている全てのセンサアドレスの接触センサに対して、順次、接触圧力を収集して前記センサリストに記録するセンサ情報収集ステップと、
前記センサ情報収集ステップにより順次なされる接触圧力の収集毎に、該接触圧力が所定の閾値を越えるか否かを判断し、越える場合に該閾値を超過する閾値超過接触センサのセンサアドレス、及び、該閾値超過接触センサと特定の位置関係にある接触センサのアドレスをセンサ追加リストに設定するセンサ追加リスト設定ステップと、を備えると共に、
前記更新処理ステップが、前記センサ情報収集ステップによる前記センサリストの全てのセンサアドレスの接触センサに対する接触圧力の収集終了後に、前記センサ追加リスト及び前記初期センサリストの情報に基づいて前記センサリストの更新処理を行なうことを特徴とする把持制御方法。
A plurality of fingers that can be driven independently, a multi-finger hand-type gripping means for gripping an object to be gripped using the fingers, a driving means for driving the fingers, and a plurality of the fingers. The contact pressure with the object to be gripped in contact with each other is detected, and a contact sensor to which a sensor address is assigned, and a sensor address of a selected contact sensor selected from the plurality of contact sensors are registered in advance. A gripping control method in a gripping device comprising an initial sensor list and a driving control means for calculating and providing finger driving control information to the driving means based on the contact pressure,
A sensor list setting step for initially setting the sensor address registered in the initial sensor list in the sensor list;
An update process step for performing an update process of the sensor list;
Each time initial setting or update processing is performed in the sensor list setting step or the update processing step, contact pressure is sequentially collected for the contact sensors of all sensor addresses set in the sensor list, and the sensor Collecting sensor information to be recorded in the list;
For each contact pressure collection performed sequentially by the sensor information collecting step, it is determined whether or not the contact pressure exceeds a predetermined threshold, and if it exceeds, the sensor address of the over-threshold contact sensor that exceeds the threshold, and A sensor addition list setting step of setting an address of a contact sensor in a specific positional relationship with the threshold excess contact sensor in a sensor addition list,
The update processing step updates the sensor list based on the information of the sensor addition list and the initial sensor list after the collection of contact pressures for the contact sensors of all sensor addresses of the sensor list in the sensor information collection step. A gripping control method characterized by performing processing.
前記センサ追加リスト設定ステップは、前記閾値超過接触センサから1単位距離離れた全てのセンサを、前記特定の位置関係にある接触センサと認定する請求項9記載の把持制御方法。   The grip control method according to claim 9, wherein in the sensor addition list setting step, all sensors separated by one unit distance from the over-threshold contact sensor are recognized as contact sensors in the specific positional relationship. 前記更新処理ステップは、前記更新処理として、前記センサ追加リストに設定されたセンサアドレス及び前記初期センサリストに登録されたセンサアドレスのみを前記センサリストに設定する請求項9又は10記載の把持制御方法。   The grip control method according to claim 9 or 10, wherein in the update process step, as the update process, only the sensor address set in the sensor addition list and the sensor address registered in the initial sensor list are set in the sensor list. . 複数の前記接触センサ又は、初期センサリストに登録されているセンサアドレスの接触センサの検知する接触圧力を監視すると共に、いずれかの接触圧力が最初に変化した時を接触開始時として検出する接触判断ステップを、前記センサリスト設定ステップの実行前に実行してなる請求項9〜11のいずれか1項に記載の把持制御方法。   A contact determination that monitors the contact pressure detected by the contact sensors of the plurality of contact sensors or sensor addresses registered in the initial sensor list and detects when any of the contact pressures changes first as a contact start time. The grip control method according to any one of claims 9 to 11, wherein the step is executed before the execution of the sensor list setting step. 前記指を駆動する駆動手段の駆動負荷を監視し、該駆動負荷が所定の値を超えた時を接触開始時として検出する接触判断ステップを、前記センサリスト設定ステップの実行前に実行してなる請求項9〜11のいずれか1項に記載の把持制御方法。   The contact determination step of monitoring the drive load of the drive means for driving the finger and detecting when the drive load exceeds a predetermined value as the contact start time is executed before the execution of the sensor list setting step. The holding | grip control method of any one of Claims 9-11. 前記センサリスト更新ステップにより更新処理された前記センサリストの全てのセンサアドレスが前記初期センサリストと同じである場合は、接触センサからの接触圧力の収集を停止するセンサ停止ステップを、前記センサ情報収集ステップに代えて実行してなる請求項9〜13のいずれか1項に記載の把持制御方法。   When all sensor addresses of the sensor list updated by the sensor list update step are the same as the initial sensor list, a sensor stop step for stopping the collection of contact pressure from the contact sensor is performed. The holding | grip control method of any one of Claims 9-13 formed by replacing with a step. 前記把持対象物の種類に応じて複数の初期センサリストを備えると共に、提供された選択指令に基づき、いずれかの初期センサリストを前記センサリストの初期設定用として選択する初期センサリスト選択ステップを、前記接触判断ステップがある場合はその実行前に、ない場合は、前記センサリスト設定ステップの実行前に実行してなる請求項9〜14のいずれか1項に記載の把持制御方法。   An initial sensor list selection step that includes a plurality of initial sensor lists according to the type of the gripping object and selects any initial sensor list for initial setting of the sensor list based on a provided selection command. The grip control method according to any one of claims 9 to 14, wherein the grip control method is performed before execution of the contact determination step, and before the sensor list setting step when there is no contact determination step. 請求項9〜15のいずれか1項に記載の把持制御方法の各ステップをコンピュータに実行させる把持制御プログラム。   The grip control program which makes a computer perform each step of the grip control method of any one of Claims 9-15. 請求項16に記載の把持制御プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。

A computer-readable recording medium on which the grip control program according to claim 16 is recorded.

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006341341A (en) * 2005-06-09 2006-12-21 Toyota Motor Corp Contact sensor system
WO2007088735A1 (en) * 2006-02-02 2007-08-09 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Robot system
KR101199468B1 (en) * 2009-12-22 2012-11-09 전자부품연구원 Processing System of Sensor Signal for Robot And Method thereof
JP2014188633A (en) * 2013-03-27 2014-10-06 Seiko Epson Corp End effector and robot
KR102013519B1 (en) * 2018-04-06 2019-08-22 경남대학교 산학협력단 Gripper for robot arm

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006341341A (en) * 2005-06-09 2006-12-21 Toyota Motor Corp Contact sensor system
JP4517947B2 (en) * 2005-06-09 2010-08-04 トヨタ自動車株式会社 Contact sensor system
WO2007088735A1 (en) * 2006-02-02 2007-08-09 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Robot system
JP5013270B2 (en) * 2006-02-02 2012-08-29 株式会社安川電機 Robot system
US8260463B2 (en) 2006-02-02 2012-09-04 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Robot system
KR101199468B1 (en) * 2009-12-22 2012-11-09 전자부품연구원 Processing System of Sensor Signal for Robot And Method thereof
JP2014188633A (en) * 2013-03-27 2014-10-06 Seiko Epson Corp End effector and robot
KR102013519B1 (en) * 2018-04-06 2019-08-22 경남대학교 산학협력단 Gripper for robot arm

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