JP2008119770A - ロボットハンドおよびロボット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ロボットハンド1によれば、複数の指機構11〜13のうち一部の指機構13から物体wに作用する力F3が変更されるとき、物体wにおける各指機構11〜13の「接点」ならびに各指機構11〜13から物体wへの「作用力ベクトル」が「安定把持条件」を満たすように各指機構の動作が制御される。「安定把持条件」は(1)複数の指機構11〜13から物体wに作用する力およびモーメントのそれぞれの和が0になり、かつ(2)スリップ指数frが最小になるという条件である。
【選択図】図2
Description
(0<α(k)≦1,α(k-1)<α(k))‥(1a)
f20z(k)≡f0 ‥(1b)
f30z(k)≡{(1−α(k))/α(k)}f0 ‥(1c)
ここで、f0は適当な定数である。
f10z(k)+f20z(k)+f30z(k)=0 ‥(2b)
M10(k)+M20(k)+M30(k)
=(c1(k)×F10(k))+(c2(k)×F20(k))+(c3(k)×F30(k))
=(c1y(k)f10z(k)−c1z(k)f10y(k))
+(c2y(k)f20z(k)−c2z(k)f20y(k))
+(c3y(k)f30z(k)−c3z(k)f30y(k))=0 ‥(3)
sl(k)≡|t1(k)・F10(k)|2+|t2(k)・F20(k)|2+|t3(k)・F30(k)|2
=(t1y(k)f10y(k)+t1z(k)f10z(k))2
+(t2y(k)f20y(k)+t2z(k)f20z(k))2
+(t3y(k)f30y(k)+t3z(k)f30z(k))2
=(t1y(k)f10y(k)−(1/α(k))t1z(k)f0)2
+(t2y(k)f20y(k)+t2z(k)f0)2
+(t3y(k)f30y(k)+{(1−α(k))/α(k)}t3z(k)f0)2 ‥(4)
(∂/∂f0)sl(k)=0 ‥(5)
f20y(k)=fL(k) ‥(6b)
f30y(k)={−(B(k)+C(k))fL(k)+A(k)}/C(k) ‥(6c)
ここで、A,B,CおよびfLは次式(7a)〜(7d)により表される。
+{(1−α(k))/α(k)}c3y(k)}f0 ‥(7a)
B(k)≡c3z(k)−c2z(k) ‥(7b)
C(k)≡c1z(k)−c3z(k) ‥(7c)
fL(k)≡−E(k)/D(k)
D(k)≡(B(k)t1y(k)/C(k))2+t2y(k)2
+{(B(k)+C(k))t3y(k)/C(k)}2
E(k)≡−(B(k)/C(k))
・(A(k)t1y(k)/C(k)+t1z(k) f0/α(k))t1y(k)
+n2y(k)t2z(k)f0
−{A(k)t3y(k)/C(k)+(1−α(k))t3z(k) f0/α(k)}
・{(B(k)+C(k))/C(k)}t3y(k) ‥(7d)
−(1/α(k))f0)‥(9a)
F20(k)=β(k)t(fL(k),f0(k))‥(9b)
F30(k)=β(k)t({−(B(k)+C(k))fL(k)+A(k)}/C(k),
{(1−α(k))/α(k)}f0)‥(9c)
Claims (4)
- 基部と、
該基部から延設された屈伸可能な複数の指機構と、
物体における当該各指機構との接点を測定する第1測定部と、
当該各指機構から該物体に作用する力ベクトルを測定する第2測定部と、
該第1測定部および該第2測定部のそれぞれによる測定結果に基づいて当該各指機構の動作を制御する制御部とを備え、
前記制御部が該複数の指機構のうち少なくとも一部の指機構から該物体に作用する力ベクトルを変化させる過程において、該第1測定部により測定された該物体における当該各指機構との接点と、該第2測定部により測定された当該各指機構から該物体に作用する力ベクトルとが安定把持条件を満たすように当該各指機構の動作を制御し、
前記安定把持条件が前記複数の指機構から前記物体に作用する力およびモーメントのそれぞれの和が0になり、かつ、前記各指機構に対する前記物体の摩擦円錐の軸と垂直なベクトルと、当該各指機構から該物体への作用力ベクトルとの内積の大きさの減少関数としてのスリップ指数が最小になるという条件であることを特徴とするロボットハンド。 - 前記複数の指機構として第1指機構と、当該第1指機構に対向して前記物体に当接する第2および第3指機構とを備え、
前記制御部が当該第3指機構から該物体に作用する力ベクトルを変化させる過程において、該物体と該第1、第2および第3指機構のそれぞれとの接点(以下、適宜「第1接点」「第2接点」または「第3接点」という。)を含む平面における該第2および第3接点を結ぶ線分に垂直な方向について、該第1、第2および第3指機構のそれぞれから該物体に作用する力の比が、前記安定把持条件を満たすように決定される係数αを用いて−1:α:1−α(0≦α<1)と表現されるように当該各指機構の動作を制御することを特徴とする請求項1記載のロボットハンド。 - 前記制御部が、前記複数の指機構のうち前記物体に作用する力が弱められる前記一部の指機構を除く、少なくとも1本の指機構から前記物体に作用する力が上限値に到るように前記駆動部の動作を制御することを特徴とする請求項1または2記載のロボットハンド。
- 基体と、該基体から延設された複数の脚体とを有し、該複数の脚体の動作により移動可能な脚式移動ロボットであって、
前記基体の上部から延設されたアームの先端に請求項1〜3のうちいずれか1つに記載のロボットハンドを取り付けられているハンドによる物体の把持動作を制御することを特徴とするロボット。
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