JP2008200847A - ロボット把持制御装置及びロボット把持制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ロボットアーム101に物品を把持する機構をなすロボットハンド102と、前記ロボットハンド102に作用する力を検知する力センサ103を設け、前記ロボットハンド102が物品を把持した状態で、力センサ103で検知したロボットハンド102に作用する力が変化した場合に、把持力制御手段108によりロボットハンド102が物品を把持する力を解放する信号である解放指示を出力し、ロボットの把持している物品を人と人が物品を授受するかのように持ち取ることを可能とする。
【選択図】図1
Description
図1は本発明のロボット把持制御装置の構成を示すブロック図である。図1において、ロボットアーム101はロボットの腕としてのロボットアーム101であり、ロボットハンド102はロボットアーム101に取り付けられ物品を把持する機構を有している。ロボットアーム101には関節角センサ112が、またロボットハンド102には力センサ103が配設されている。
アラーム手段110は、把持力制御手段108がロボットハンド102を解放する場合や、センサ値変量測定手段105が関節角センサ112の閾値を越える変量を測定した場合に、外部に注意を喚起するアラームを行う。アーム制御手段111は、関節角センサ112からの関節角のフィードバック信号を受け、ロボットアーム101の各関節を駆動するモーター等のアクチュエータに指令を与えることで、ロボットアーム101に取り付けられたロボットハンド102の位置の制御やロボットアーム101に加わる力の制御を行う。
ットアーム101の手先に加える力)とし、6次元のベクトルであるfhは人間が物体に
及ぼす力とし、6次元のベクトルであるfgはfsとfhの物体重心での合成力とすると、
物体の運動方程式は(数1)となる。
01の関節変数ベクトル、Jはロボットアーム101のヤコビ行列、0RrはΣ0からΣrへの回転行列、rlgはΣrから見た物体の重心位置、gは重力加速度である。
は(数7)で表され、またrlhはΣrから見た外力の作用点の位置である。
一方、ロボットハンド102が取り付けられている複数の関節を含むロボットアーム101は、ロボットハンド102に作用する力が変化した場合に、作用する力の方向とは異なる少なくとも1つの方向に力を加え、ロボットハンド102は、ロボットアーム101が少なくとも1つの方向に移動した後に、力センサ103が反力を検知した場合に、把持している物品501を人間が掴んで持ち取ろうとしていると判断し、把持力を緩めるというように動作させる。したがって、ロボットハンド102が把持している物品501を人間が掴んで持ち取ろうとした場合に、その人間の操作を理解し、把持力を強めて物品を握り潰してしまうことなく、人間が人間に物を手渡すがごとく、把持力を緩める制御を実現することができる。
本発明の実施の形態2は、ロボットアーム101の関節に関節角センサ112を設置し、そして人がこれから把持物品を取る旨をロボットに伝えると、ロボットはロボットアーム101を制御する力を、重力などの物理力では動かず、しかも外部からの力が掛かると自由に動く程度にまで緩め、外部から把持物品が引っ張られた場合に、それにつられてロボットの関節が動いたことを検出し、把持を解放するものである。以下図8を用いて、実施の形態2について説明する。
実施の形態3は、本発明のロボット把持制御装置を、人間型ロボット以外に適応したものである。
102、901 ロボットハンド
103 力センサ
104 重力補償手段
105 センサ値変量測定手段
106 物品把持判断手段
107 把持解放判断手段
108 把持力制御手段
109 解放指示認識手段
110 アラーム手段
111 アーム制御手段
112 関節角センサ
113 把持手段
114 把持物外力推定手段
401 圧覚センサ
402 発光素子
403 受光素子
501、904 物品
502 壁
903 動物型ロボット
Claims (8)
- 複数の関節と、前記関節の回転角を検知する関節角センサとを含むロボットアームと、
前記ロボットアームに取り付けられ、物品を把持するロボットハンドと、
前記物品を解放する解放指示が入力され、更に、検知された前記関節の回転角に変化が生じた場合に、前記ロボットハンドに把持力緩和信号を出力する把持力制御手段とを有するロボット把持制御装置。 - ロボットアームの動作を制御するアーム制御手段を更に含み、
前記ロボットハンドに、把持力緩和信号が入力された場合に、前記アーム制御手段が、関節の剛性を低下させる請求項1記載のロボットハンド把持制御装置。 - 関節の剛性が低下する場合に、外部に注意を喚起するアラーム手段を更に含む請求項2記載のロボットハンド把持制御装置。
- 把持力を緩和する場合に、外部に注意を喚起するアラーム手段を更に含む請求項1から3のいずれかに記載のロボットハンド把持制御装置。
- 複数の関節と、前記関節の回転角を検知する関節角センサとを含むロボットアームに物品を把持するロボットハンドが取り付けられており、前記ロボットハンドに前記物品を解放する解放指示が入力され、更に、前記関節の回転角に変化が生じた場合に、前記ロボットハンドに把持力緩和信号を出力するステップとを有するロボット把持制御方法。
- ロボットアームの動作を制御し、ロボットハンドに、把持力緩和信号が入力された場合に、関節の剛性を低下させるステップを、更に、含む請求項5記載のロボットハンドの把持制御方法。
- 関節の剛性が低下する場合に、外部に注意を喚起するステップを更に含む請求項6に記載のロボットハンドの把持制御方法。
- 把持力を緩和する場合に、外部に注意を喚起するステップを更に含む請求項5から7のいずれか記載のロボットハンド把持制御方法。
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