JP2010221320A - ロボット - Google Patents
ロボット Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010221320A JP2010221320A JP2009069835A JP2009069835A JP2010221320A JP 2010221320 A JP2010221320 A JP 2010221320A JP 2009069835 A JP2009069835 A JP 2009069835A JP 2009069835 A JP2009069835 A JP 2009069835A JP 2010221320 A JP2010221320 A JP 2010221320A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- door
- robot
- closing
- opening
- force
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Manipulator (AREA)
Abstract
【課題】ロボットにより行われるドア開閉方法に関し、特に開閉方向が未知であるドアを自動的に開閉できるようにする。
【解決手段】ロボットは、ロボットアーム1と、取っ手を把持するハンド形状あるいは引っ掛けられる形状の手先効果器2を備えており、ロボットがドア取っ手を把持している手先を様々な方向に動かし、力検出部3により力情報を検出するとともに手先位置計算部4により算出された手先の位置変位を検出する。力検出部3で検出された力が閾値以上ならば真のドア開閉方向ではなく、力検出部3で検出された力が閾値以下かつ手先位置計算部4により算出された動作の試行前後の手先の位置変位があれば、真のドア開閉方向であるものとする。
【選択図】図1
【解決手段】ロボットは、ロボットアーム1と、取っ手を把持するハンド形状あるいは引っ掛けられる形状の手先効果器2を備えており、ロボットがドア取っ手を把持している手先を様々な方向に動かし、力検出部3により力情報を検出するとともに手先位置計算部4により算出された手先の位置変位を検出する。力検出部3で検出された力が閾値以上ならば真のドア開閉方向ではなく、力検出部3で検出された力が閾値以下かつ手先位置計算部4により算出された動作の試行前後の手先の位置変位があれば、真のドア開閉方向であるものとする。
【選択図】図1
Description
本発明はロボットに関し、特に開閉方向が未知であるドアを自動的に開閉する技術に関するものである。
近年、屋内や屋外を移動して、予め定められた作業や自律動作を行う移動型ロボットが開発されている。しかし、部屋や家の出入り口にはドアが設置されており、ロボットが出入り口を通過するためにはドアの開閉が必要となる。
従来のロボットによるドアの開閉の制御方法に関し、特許文献1には、力センサを備えた揺動可能なアームでドアを挟み込み開閉を行い、前記センサの検出値をドア開閉状態に条件付けることでドアの開閉およびドアの開閉状態の認識を行う技術が開示されている。また、特許文献2には、ティーチングされたドア開け動作を行い、ドアの開閉状態を力センサや位置変位等のドア検出手段により判断する技術が開示されている。さらに、特許文献3には、ロボットの移動機構部のみならず自重を用いてドアを開閉する技術が開示されている。
しかしながら、特許文献1に開示された技術は車体に取り付けられたドアの開閉に関するものであり、ドア開け動作は常に一定方向であることが前提であることから、開閉方向が未知であるドアに対して有効ではない。
また、特許文献2に開示された技術はドアの開閉状態を検出する手段を有していることを特徴とするが、ドアの開閉方向自体はティーチングされた方法によるもののみであり、開閉方向が未知のドアは開けることができない。ドアに対してロボットの相対位置や向きが変わった場合には、ドアの真の開閉方向がティーチングされたものと異なるためドアを開けられなくなる。
特許文献3に開示された技術は、前後方向に開閉するドアに対しては有効であるが、開閉方向が未知であるドアの開閉を可能とするものではなく、特にスライドドア等について対応できない。
本発明は、いかなる方向の開閉方向のドアであっても、事前にロボットにドア開閉方向情報を与えることなく、ドア開閉を実行可能なロボットを提供することを目的とする。
本発明にかかるロボットは、ドアの取っ手を把持部により把持可能なロボットアームと、前記ロボットアームに加わる力を検出する力検出部と、前記ドアの取っ手を把持した状態で前記把持部を任意の方向に移動するよう制御したときに、前記力検出部によって検出された力に基づいて、ドアの開く方向を判断する制御部を備えたものである。
本発明によれば、いかなる方向の開閉方向のドアであっても、事前にロボットにドア開閉方向情報を与えることなく、ドア開閉を実行可能なロボットを提供することができる。
以下に、添付した図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図1は、本発明の実施の形態に係るロボット10の全体構成例を示す図である。このロボット10は、ロボットアーム1と、手先効果器2と、力検出部3と、手先位置計算部4と、軌道修正部5を備えている。
ロボットアーム1は、ロボット本体に取り付けられ、複数の関節を有する。ロボットアーム1は、制御部から出力された駆動信号により複数の関節に設けられたアクチュエータを操作することによって、人間の腕のように駆動することができる。
手先効果器2は、ドアの取っ手を把持するハンド形状あるいは引っ掛けられる形状を有し、ロボットアーム1の先端に設けられている。この手先効果器2も、把持動作を実現する複数のアクチュエータを有し、制御部から駆動信号によって、人間の腕のように駆動することができる。
力検出部3は、手先効果器2にかかる力を検出する。具体的には、力検出部3は、手先効果器2の手先部や指部、手首部に設置され、それらの部分に加わる力を検出する力センサによって構成される。力検出部3は、力の検出信号を制御部に出力する。
手先位置計算部4は、制御部に設けられ、手先効果器2の三次元位置情報を計算する。具体的には、各関節の現在角度等の情報から手先効果器2の三次元位置(ロボット本体に対する相対的な位置)を計算により求める。ここで、制御部は、CPU、ROM、RAM等の制御コンピュータにより構成され、予めインストールされた制御プログラムによって処理を実行する。
軌道制御部5は、制御部に設けられ、任意の方向へ手先を動かす駆動信号を生成し、ロボットアーム1に出力する。
次に、このように構成されたロボット10によるドア開閉方法について説明する。なお、ドアは閉扉状態であり、ドアの取っ手は把持され、ドアとロボット手先部に拘束関係が発生しているものとする。開き戸、引き戸、スライドドア、グライドスライドドア、折り戸、引込み戸等、様々な種類があるドアについて、当該ロボット10は、事前にドアの種類の情報を与えることなく、ドアを開けることができる。
図2や図3に示すように、ロボット10は開閉探索方向候補に関する情報を制御部の記憶手段に保持している。開閉探索方向候補は、ロボット前後方向をX軸、左右方向をY軸とし、XY平面360°をα°刻みに探索方向を設定したものである。
次に、ロボット10の処理について図4に示すフローチャートを用いて説明する。
ロボット10は、まず、複数の開閉探索方向候補の中から、任意の1方向Sを選択し、S方向へ軌道制御部5によって手先効果器2を動かす(ステップS101)。
ロボット10は、まず、複数の開閉探索方向候補の中から、任意の1方向Sを選択し、S方向へ軌道制御部5によって手先効果器2を動かす(ステップS101)。
このとき、制御部は、力検出部3で検出される力が閾値Fを下回ったまま微小距離Lを動いたか否か判定する(ステップS102)。微小距離は手先位置計算部4で手先効果器の動作前後の出力差分により算出する。センサ3で検出された値が閾値Fを上回った場合は、その方向にはドアは開かないと判定する。
制御部は、ステップS102において、力検出部3で検出される力が閾値Fを下回ったまま微小距離Lを動かなかったと判定した場合には、ステップS103に移行する。そして、制御部は、処理中の、ドアが開かないと判定された方向は、探索方向候補から削除する(S103)。そして、制御部は、他の開閉探索方向候補が存在するかどうかを判定し、他の開閉探索方向候補が存在する場合にはステップS101に戻る。
一方、制御部は、ステップS102において力検出部3で検出される力が閾値Fを下回り微小距離L動いた場合には、ステップS104に移行する。制御部は、この方向がドアの真の開閉方向であると判定し、ドア閉め方向に動くことを防ぐため選んだ方向Sと反対の象限にある開閉探索方向候補を削除してステップS101に戻る。繰り返し処理を行い、ステップS103において他の開閉探索方向候補が存在しないと判定された場合には、S105においてドア開け完了と判定する。
このように本発明の実施の形態によれば、開閉方向が未知であるドアに対して、手先効果器2があらゆる方向に力を加え、それに対する反発力を力検出部3で検出するとともに手先位置計算部4で手先効果器の移動を算出することにより、いかなる方向に開閉するドアであっても開閉することが可能である。
また、センサ3は検出された力が閾値F以上になることで、その方向にドアが開かないことを判定しているが、手先効果器2を動かす際にトルク制御で動かすことにより、一定指示トルクで制御しているのに手先が一定時間Tの間動かなくなることで、その方向にドアが開かないことを判定できる。この場合は力検出部3が必要ない代わりに、トルク制御部及び時間計測部が必要となる。
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、開閉探索方向候補について、ロボット上下方向をZ軸として、XZ平面・YZ平面についてもそれぞれβ°、γ°刻みに探索方向を設定することで、オーブンのふたのように上下方向に開閉する扉にも対応できる。
1 ロボットアーム
2 手先効果器
3 力検出部
4 手先位置計算部
5 軌道制御部
10 ロボット
2 手先効果器
3 力検出部
4 手先位置計算部
5 軌道制御部
10 ロボット
Claims (1)
- ドアの取っ手を把持部により把持可能なロボットアームと、
前記ロボットアームに加わる力を検出する力検出部と、
前記ドアの取っ手を把持した状態で前記把持部を任意の方向に移動するよう制御したときに、前記力検出部によって検出された力に基づいて、ドアの開く方向を判断する制御部を備えたロボット。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009069835A JP2010221320A (ja) | 2009-03-23 | 2009-03-23 | ロボット |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009069835A JP2010221320A (ja) | 2009-03-23 | 2009-03-23 | ロボット |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010221320A true JP2010221320A (ja) | 2010-10-07 |
Family
ID=43039060
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009069835A Pending JP2010221320A (ja) | 2009-03-23 | 2009-03-23 | ロボット |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010221320A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107639621A (zh) * | 2017-09-30 | 2018-01-30 | 中广核研究院有限公司 | 一种用于核电站场所的遥操作设备、系统及其作业方法 |
CN113386138A (zh) * | 2021-07-01 | 2021-09-14 | 上海宜硕网络科技有限公司 | 一种机器人开门控制方法、装置和电子设备 |
CN113459098A (zh) * | 2021-07-01 | 2021-10-01 | 上海宜硕网络科技有限公司 | 一种机器人关门控制方法、装置和电子设备 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0651819A (ja) * | 1992-07-28 | 1994-02-25 | Fujitsu Ltd | ロボット装置 |
-
2009
- 2009-03-23 JP JP2009069835A patent/JP2010221320A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0651819A (ja) * | 1992-07-28 | 1994-02-25 | Fujitsu Ltd | ロボット装置 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107639621A (zh) * | 2017-09-30 | 2018-01-30 | 中广核研究院有限公司 | 一种用于核电站场所的遥操作设备、系统及其作业方法 |
CN113386138A (zh) * | 2021-07-01 | 2021-09-14 | 上海宜硕网络科技有限公司 | 一种机器人开门控制方法、装置和电子设备 |
CN113459098A (zh) * | 2021-07-01 | 2021-10-01 | 上海宜硕网络科技有限公司 | 一种机器人关门控制方法、装置和电子设备 |
CN113386138B (zh) * | 2021-07-01 | 2022-06-03 | 上海宜硕网络科技有限公司 | 一种机器人开门控制方法、装置和电子设备 |
CN113459098B (zh) * | 2021-07-01 | 2022-06-03 | 上海宜硕网络科技有限公司 | 一种机器人关门控制方法、装置和电子设备 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6238021B2 (ja) | ロボット、ロボットの制御装置及び制御方法、並びに、ロボット用制御プログラム | |
JP5261495B2 (ja) | 重み行列を用いたリアルタイム自己衝突および障害物回避 | |
JP6039434B2 (ja) | ロボットが用いる把持パターンを生成する方法及び計算機プログラム製品 | |
JP6894770B2 (ja) | ワークの接触状態推定装置 | |
WO2012077335A1 (ja) | ロボットの制御装置及び制御方法、ロボット、並びに、制御プログラム | |
JP2008302496A (ja) | ロボットアームの制御装置及び制御方法、ロボット、及びロボットアームの制御プログラム | |
JP2013144355A5 (ja) | ||
JP2010207986A (ja) | ロボット装置及びその制御方法 | |
JP2010069584A (ja) | マニピュレータの制御装置および制御方法 | |
JP2007076807A (ja) | パワーアシスト装置とその適応モデル予測制御方法 | |
Klingensmith et al. | Closed-loop servoing using real-time markerless arm tracking | |
JP7028151B2 (ja) | 軌道生成装置 | |
JP6322949B2 (ja) | ロボット制御装置、ロボットシステム、ロボット、ロボット制御方法及びロボット制御プログラム | |
Ćehajić et al. | Grasp pose estimation in human-robot manipulation tasks using wearable motion sensors | |
JP2010221320A (ja) | ロボット | |
Sanchez et al. | Four-arm collaboration: Two dual-arm robots work together to manipulate tethered tools | |
JP2015186834A (ja) | ロボット制御装置、把持部制御装置、ロボット、把持部、ロボット制御方法、及びプログラム | |
JP6697544B2 (ja) | 最適化装置及びそれを備えた垂直型多関節ロボット | |
JP2017039184A (ja) | ロボット | |
Karayiannidis et al. | Online kinematics estimation for active human-robot manipulation of jointly held objects | |
JP2007004548A (ja) | ロボット制御方法および制御装置 | |
JP2016064454A (ja) | 移動ロボットの制御装置 | |
Sidhik et al. | Towards an Online Framework for Changing-Contact Robot Manipulation Tasks | |
JP4222338B2 (ja) | 適応型ビジュアルフィードバック制御方法 | |
Du et al. | Human‐Manipulator Interface Using Particle Filter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110914 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20121115 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20121211 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20130507 |