JP2010221358A - Finger with incorporated photographing device for robot hand - Google Patents

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JP2010221358A JP2009072314A JP2009072314A JP2010221358A JP 2010221358 A JP2010221358 A JP 2010221358A JP 2009072314 A JP2009072314 A JP 2009072314A JP 2009072314 A JP2009072314 A JP 2009072314A JP 2010221358 A JP2010221358 A JP 2010221358A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce cost by providing a finger with an incorporated photographing device for a robot hand for photographing a contact portion with an object without using a light emitting means. <P>SOLUTION: The finger with the incorporated photographing device for the robot hand includes an elastic outer skin 12 deforming by gripping the object 10, a finger body 11 supporting the elastic outer skin 12, and the photographing device 13 provided in the inner part of the finger body 11 and photographing a deformation state of the elastic outer skin 12. In the finger 101 with the incorporated photographing device for the robot hand, the finger body 11 includes light transmission parts 11, 12 introducing light into a photograph range F1 of the photographing device 13 from an outside. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

この発明はロボットハンド用フィンガに関し、特に撮像装置を内蔵するものに関する。   The present invention relates to a finger for a robot hand, and more particularly to a built-in imaging device.

ロボットハンドにより対象物を把持する際、ロボットハンドによる適切な把持を行うためには、ロボットハンドの指部であるフィンガと対象物との接触の有無の検出、及びフィンガにおける接触位置の検出等のフィンガと対象物との接触状態を検出することが必要である。そして、従来から、対象物との接触状態を検出するための検出装置が提案されている。   When grasping an object with a robot hand, in order to perform an appropriate grasp with the robot hand, detection of the presence or absence of contact between a finger, which is a finger part of the robot hand, and detection of a contact position on the finger, etc. It is necessary to detect the contact state between the finger and the object. And the detection apparatus for detecting the contact state with a target object conventionally is proposed.

例えば、特許文献1には、検出装置として触覚センサが記載されている。この触覚センサは、対象物との接触部位に弾性体を有し、さらに、触覚センサの内部に、対象物と弾性体との接触面の状態を画像情報として取得するCCDカメラ等の画像取得部と、接触面を照明するためのLED等の発光手段とを有している。そして、この触覚センサは、対象物との接触時における接触面の形状を解析して、対象物と接触面との間における接触状態(摩擦力)を算出している。
また、特許文献2には、検出装置として光学式触覚センサが記載されている。この光学式触覚センサは、そのケーシングの先端に光透過性をもつ弾性体からなる半球状をなすタッチパッドを有している。なお、タッチパッドは、対象物と接触するようになっており、その表面にグリッドパターンが設けられている。さらに、ケーシングの内部には、タッチパッドの背面からグリッドパターンを撮像するCCDカメラ及びグリッドパターンを照らすリング状の照明が設けられている。そして、この光学式触覚センサは、CCDカメラが撮像するグリッドパターンの挙動から、対象物とタッチパッドとの間における接触状態(摩擦力)を算出している。
For example, Patent Document 1 describes a tactile sensor as a detection device. This tactile sensor has an elastic body at a contact portion with an object, and further, an image acquisition unit such as a CCD camera that acquires the state of the contact surface between the object and the elastic body as image information inside the tactile sensor. And a light emitting means such as an LED for illuminating the contact surface. The tactile sensor calculates the contact state (frictional force) between the object and the contact surface by analyzing the shape of the contact surface at the time of contact with the object.
Patent Document 2 describes an optical tactile sensor as a detection device. This optical tactile sensor has a hemispherical touch pad made of an elastic body having light permeability at the tip of the casing. The touch pad comes into contact with the object, and a grid pattern is provided on the surface thereof. Further, a CCD camera that captures an image of the grid pattern from the back of the touch pad and a ring-shaped illumination that illuminates the grid pattern are provided inside the casing. The optical tactile sensor calculates the contact state (frictional force) between the object and the touch pad from the behavior of the grid pattern captured by the CCD camera.

国際公開第2006/030570号公報International Publication No. 2006/030570 特開2005−257343号公報JP 2005-257343 A

しかしながら、特許文献1に記載された触覚センサ及び特許文献2に記載された光学式触覚センサでは、いずれも、触覚センサの内部に発光手段が設けられている。そして、弾性体及びタッチパッドにおける対象物との接触部位の鮮明な画像を撮像するために、発光手段により接触部位を照明するようになっている。このため、これらの触覚センサをロボットハンドのフィンガに用いる場合、その内部に発光手段を設けることによるコストの上昇が発生するという問題がある。   However, in both the tactile sensor described in Patent Document 1 and the optical tactile sensor described in Patent Document 2, the light emitting means is provided inside the tactile sensor. In order to capture a clear image of the contact area between the elastic body and the touch pad with the object, the contact area is illuminated by the light emitting means. For this reason, when these tactile sensors are used for the fingers of the robot hand, there is a problem in that the cost increases due to the provision of the light emitting means inside thereof.

この発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、発光手段を用いなくとも対象物との接触部位を撮像することのできるロボットハンド用撮像装置内蔵フィンガを提供することにより、コストの低減を図ることを目的とする。   The present invention was made to solve such problems, and by providing a finger with a built-in imaging device for a robot hand that can image a contact portion with an object without using a light emitting means. The purpose is to reduce the cost.

この発明に係るロボットハンド用撮像装置内蔵フィンガは、対象物を把持することで変形する弾性体と、弾性体を支持する支持部材と、支持部材の内部に設けられて弾性体の変形状態を撮像する撮像装置とを有するロボットハンド用撮像装置内蔵フィンガにおいて、支持部材は、外部から撮像装置の撮像範囲に光を導入する光透過部を備えることを特徴とするものである。   A finger with a built-in imaging device for a robot hand according to the present invention images an elastic body that deforms by grasping an object, a support member that supports the elastic body, and a deformation state of the elastic body that is provided inside the support member. In the finger having a built-in image pickup device for a robot hand having the image pickup device to perform, the support member includes a light transmission portion that introduces light into the image pickup range of the image pickup device from the outside.

これにより、支持部材における光透過部を介して支持部材の外部から内部に採光した光を、支持部材における撮像装置の撮像範囲に相当する部位に照射することによって、支持部材さらには弾性体における撮像装置の撮像範囲に相当する部位の鮮明な画像が撮像装置により撮像される。よって、対象物を把持する際にフィンガが対象物に接触して弾性体が変形すると、この弾性体の変形は、発光手段を使用することなく撮像装置により撮像された画像からでも認識されることができる。すなわち、発光手段を設けることなく、ロボットハンド用撮像装置内蔵フィンガの対象物への接触状況を認識することが可能になる。   As a result, the light collected from the outside to the inside of the support member through the light transmitting portion in the support member is irradiated to a portion corresponding to the imaging range of the imaging device in the support member, thereby imaging the support member and further the elastic body. A clear image of a part corresponding to the imaging range of the apparatus is captured by the imaging apparatus. Therefore, when the finger touches the object and the elastic body is deformed when the object is gripped, the deformation of the elastic body is recognized even from the image captured by the image pickup apparatus without using the light emitting means. Can do. That is, it is possible to recognize the contact state of the finger with the built-in imaging device for the robot hand with the object without providing the light emitting means.

弾性体における、少なくとも撮像装置の撮像範囲に相当する部位が、光透過性を有してもよい。これにより、弾性体が変形すると、変形部位はその他の部位との光の屈折率が異なる。このため、撮像装置の画像において、弾性体の変形が輝度の差異によって認識することができる。
支持部材及び弾性体が、透明な部材からなってもよい。これにより、外部の光は周囲の構造物等に反射する光も含むため多方向から支持部材を照射するが、支持部材が透明であるため、支持部材は多方向から入射する光をその内部から弾性体における撮像装置の撮像範囲に相当する部位に照射することができる。また、弾性体が透明であることによって、外部から弾性体を透過する光によっても弾性体における撮像装置の撮像範囲に相当する部位が照射され、撮像装置により鮮明な画像を撮像することができる。
A portion of the elastic body corresponding to at least the imaging range of the imaging device may have light transparency. Thereby, when an elastic body deform | transforms, the refractive index of the deformation | transformation site | part differs from another site | part. For this reason, in the image of the imaging device, the deformation of the elastic body can be recognized by the difference in luminance.
The support member and the elastic body may be made of a transparent member. As a result, external light includes light reflected from surrounding structures and the like so that the support member is irradiated from multiple directions. However, since the support member is transparent, the support member transmits light incident from multiple directions from the inside. It is possible to irradiate a portion corresponding to the imaging range of the imaging device in the elastic body. In addition, since the elastic body is transparent, a portion of the elastic body corresponding to the imaging range of the imaging device is irradiated by light that passes through the elastic body, and a clear image can be captured by the imaging device.

弾性体における撮像装置の撮像範囲に相当する部位が、格子状の模様を有してもよい。これにより、撮像装置により撮像される弾性体の格子状のパターンの変形を認識することによって、弾性体の変形を認識でき、さらに、ロボットハンド用撮像装置内蔵フィンガの対象物への接触状況を認識することが可能になる。
支持部材は、中実な構造を有してもよい。これにより、支持部材は、中実な構造を有するため剛性を確保することが容易である。
The part corresponding to the imaging range of the imaging device in the elastic body may have a lattice pattern. As a result, the deformation of the elastic body can be recognized by recognizing the deformation of the lattice pattern of the elastic body imaged by the imaging device, and the contact state of the fingers with the built-in imaging device for the robot hand is recognized. It becomes possible to do.
The support member may have a solid structure. Thereby, since a support member has a solid structure, it is easy to ensure rigidity.

この発明によれば、ロボットハンド用撮像装置内蔵フィンガは、発光手段を用いなくとも対象物との接触部位を撮像することができることにより、コストの低減を図ることが可能になる。   According to this invention, the finger with a built-in imaging device for a robot hand can image a contact part with an object without using a light emitting means, thereby reducing costs.

この発明の実施の形態1及び5に係るロボットハンド用撮像装置内蔵フィンガを備えるロボットハンドの全体図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an overall view of a robot hand including fingers with a built-in imaging device for a robot hand according to Embodiments 1 and 5 of the present invention. 図1の実施の形態1に係るロボットハンド用撮像装置内蔵フィンガの構成を示す断面側面図である。It is a cross-sectional side view which shows the structure of the imaging device built-in apparatus for robot hands which concerns on Embodiment 1 of FIG. 図2のロボットハンド用撮像装置内蔵フィンガの対象物との接触面の状態を示す図である。It is a figure which shows the state of a contact surface with the target object of the imaging device built-in finger for robot hands of FIG. この発明の実施の形態2に係るロボットハンド用撮像装置内蔵フィンガの構成を示す断面側面図である。It is a cross-sectional side view which shows the structure of the imaging device built-in apparatus for robot hands which concerns on Embodiment 2 of this invention. 図4のロボットハンド用撮像装置内蔵フィンガの対象物との接触面の状態を示す図である。It is a figure which shows the state of a contact surface with the target object of the imaging device built-in apparatus for robot hands of FIG. この発明の実施の形態3に係るロボットハンド用撮像装置内蔵フィンガの構成を示す断面側面図である。It is a cross-sectional side view which shows the structure of the imaging device built-in apparatus for robot hands which concerns on Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態4に係るロボットハンド用撮像装置内蔵フィンガの構成を示す断面側面図である。It is a cross-sectional side view which shows the structure of the imaging device built-in apparatus for robot hands which concerns on Embodiment 4 of this invention. 図1の実施の形態5に係るロボットハンド用撮像装置内蔵フィンガの構成を示す断面側面図である。It is a cross-sectional side view which shows the structure of the imaging device built-in apparatus for robot hands which concerns on Embodiment 5 of FIG.

以下に、この発明の実施の形態について、添付図に基づいて説明する。
実施の形態1.
図1及び2を用いて、この発明の実施の形態1に係るロボットハンド用撮像装置内蔵フィンガ101の構成を示す。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
Embodiment 1 FIG.
1 and 2 show the configuration of a finger 101 with a built-in imaging device for a robot hand according to Embodiment 1 of the present invention.

まず、図1を参照すると、ロボットハンド1は、ハンド本体2に複数の指部3が設けられている。各指部3は、その先端側から第一指節3a及び第二指節3bによって構成されている。さらに、第一指節3a及び第二指節3b間、並びに、第二指節3b及びハンド本体2間はそれぞれ、超音波アクチュエータ4a及び4bを介して連結されている。また、超音波アクチュエータ4a及び4bはそれぞれ、制御部20に電気的に接続されており、制御部20の制御により駆動する。
そして、制御部20の制御による超音波アクチュエータ4a及び4bの駆動によって、第二指節3bに対して第一指節3a、及び、ハンド本体2に対して第二指節3bがそれぞれ多自由度に屈折することができる。これにより、ロボットハンド1は、図示しない対象物を把持する。
また、各第一指節3aには、図示しない撮像装置が内蔵されており、第一指節3aは、ロボットハンド用撮像装置内蔵フィンガ(以下、「フィンガ」と称す)101を構成している。
First, referring to FIG. 1, a robot hand 1 is provided with a plurality of fingers 3 on a hand body 2. Each finger part 3 is comprised from the front end side by the 1st phalanx 3a and the 2nd phalanx 3b. Furthermore, the first phalange 3a and the second phalange 3b, and the second phalange 3b and the hand body 2 are connected via ultrasonic actuators 4a and 4b, respectively. The ultrasonic actuators 4 a and 4 b are electrically connected to the control unit 20 and are driven by the control of the control unit 20.
Then, by driving the ultrasonic actuators 4 a and 4 b under the control of the control unit 20, the first phalange 3 a and the second phalange 3 b with respect to the second phalange 3 b and the hand main body 2 have multiple degrees of freedom. Can be refracted. Thereby, the robot hand 1 grips an object not shown.
Each first phalanx 3a incorporates an imaging device (not shown), and the first phalanx 3a constitutes an imaging device built-in finger (hereinafter referred to as “finger”) 101 for the robot hand. .

次に、図2を参照すると、フィンガ101は、支持部材であるフィンガ本体11を有している。フィンガ本体11は、円筒状をした筒部11bと筒部11bの一方の端部に形成された半球面状をした先端部11aとを有し、その内部は中空になっている。そして、先端部11a及び筒部11bはいずれも、その全体が、透明な樹脂などによる、高い光透過性及び剛性を有する材料により形成されている。
また、ロボットハンド1(図1参照)は、対象物10を把持する際に、第一指節3a(図1参照)すなわちフィンガ101を対象物10に接触させるが、このとき、フィンガ101が対象物10に接触し得る領域は、把持部A1で示される。そして、フィンガ本体11の外表面11dにおいて、把持部A1を少なくとも覆うようにして、シート状の弾性外皮12が設けられている。弾性外皮12は、弾性体を構成し、透明なシリコンゴムなどによる、高い光透過性を有し且つ弾性を有する材料により形成されている。なお、把持部A1における弾性外皮12は、厚さt1で形成されている。
Next, referring to FIG. 2, the finger 101 has a finger body 11 that is a support member. The finger body 11 has a cylindrical tube portion 11b and a hemispherical tip portion 11a formed at one end of the tube portion 11b, and the inside thereof is hollow. The tip portion 11a and the cylindrical portion 11b are all formed of a material having high light transmission and rigidity, such as a transparent resin.
Further, when the robot hand 1 (see FIG. 1) grips the object 10, the first phalanx 3a (see FIG. 1), that is, the finger 101 is brought into contact with the object 10. At this time, the finger 101 is the object. A region that can come into contact with the object 10 is indicated by a gripping portion A1. A sheet-like elastic skin 12 is provided on the outer surface 11d of the finger main body 11 so as to cover at least the grip portion A1. The elastic skin 12 constitutes an elastic body, and is formed of a material having high light transmittance and elasticity, such as transparent silicon rubber. The elastic skin 12 in the gripping part A1 is formed with a thickness t1.

また、フィンガ本体11の筒部11bの内部には、撮像装置13が設けられており、撮像装置13は、筒部11bと同一の材料によって筒部11bの内表面に一体に形成されたブラケット11cに取付・支持されている。さらに、撮像装置13は、二次元CCDイメージセンサ13a、及び二次元CCDイメージセンサ13aに視野角を広げた像を提供するための広角レンズユニット13bを有している。二次元CCDイメージセンサ13aは、フィンガ本体11の把持部A1に向けて取り付けられており、広角レンズユニット13bを介して、フィンガ本体11及び弾性外皮12の把持部A1の二次元画像をフィンガ本体11の内側より取得する。そして、広角レンズユニット13bを介して弾性外皮12の把持部A1全体の画像を取得できるように、二次元CCDイメージセンサ13a及び広角レンズユニット13bは配置されている。また、二次元CCDイメージセンサ13aは、制御部20に電気的に接続されており、制御部20に取得した二次元画像を送る。
また、本実施の形態1では、弾性外皮12における撮像装置13の撮像範囲F1に相当する部位が、弾性外皮12の把持部A1と同一になっている。なお、弾性外皮12に対する撮像装置13の撮像範囲F1は、少なくとも弾性外皮12の把持部A1を含んでおればよく、把持部A1より広くなっていてもよい。
In addition, an imaging device 13 is provided inside the cylindrical portion 11b of the finger body 11, and the imaging device 13 is integrally formed on the inner surface of the cylindrical portion 11b with the same material as the cylindrical portion 11b. It is attached to and supported by. Further, the imaging device 13 includes a two-dimensional CCD image sensor 13a and a wide-angle lens unit 13b for providing the two-dimensional CCD image sensor 13a with an image with a wide viewing angle. The two-dimensional CCD image sensor 13a is attached toward the gripping portion A1 of the finger main body 11, and the two-dimensional images of the finger main body 11 and the gripping portion A1 of the elastic outer skin 12 are obtained via the wide-angle lens unit 13b. Get from inside. The two-dimensional CCD image sensor 13a and the wide-angle lens unit 13b are arranged so that an image of the entire gripping part A1 of the elastic skin 12 can be acquired via the wide-angle lens unit 13b. The two-dimensional CCD image sensor 13 a is electrically connected to the control unit 20 and sends the acquired two-dimensional image to the control unit 20.
In the first embodiment, the part corresponding to the imaging range F1 of the imaging device 13 in the elastic skin 12 is the same as the gripping part A1 of the elastic skin 12. Note that the imaging range F1 of the imaging device 13 with respect to the elastic skin 12 only needs to include at least the grip portion A1 of the elastic skin 12, and may be wider than the grip portion A1.

次に、図1〜3を用いて、この発明の実施の形態1に係るロボットハンド用撮像装置内蔵フィンガ101の動作を示す。
図1を参照すると、ロボットハンド1が対象物10(図2参照)を把持する際、制御部20は、各指部3の超音波アクチュエータ4a及び4bを作動させ、各指部3の第一指節3a及び第二指節3bを動作させる。また、同時に、制御部20は、第一指節3aすなわちフィンガ101内の撮像装置13(図2参照)を作動させる。そして、図2に示すように、把持するためにフィンガ101が対象物10に接触すると、フィンガ101の弾性外皮12が、対象物10に対して接触部B1において接触し、フィンガ本体11によって対象物10に押しつけられて圧縮される。このため、弾性外皮12は、対象物10との接触部B1においてその厚さが厚さt1から厚さt2に減少する。
Next, the operation of the finger 101 with a built-in imaging device for a robot hand according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS.
Referring to FIG. 1, when the robot hand 1 grips the object 10 (see FIG. 2), the control unit 20 operates the ultrasonic actuators 4 a and 4 b of each finger unit 3, and the first of each finger unit 3. The phalanx 3a and the second phalanx 3b are operated. At the same time, the control unit 20 operates the imaging device 13 (see FIG. 2) in the first phalanx 3a, that is, the finger 101. Then, as shown in FIG. 2, when the finger 101 comes into contact with the object 10 for gripping, the elastic skin 12 of the finger 101 comes into contact with the object 10 at the contact portion B <b> 1, and the object is detected by the finger body 11. 10 is pressed and compressed. For this reason, the thickness of the elastic skin 12 decreases from the thickness t1 to the thickness t2 at the contact portion B1 with the object 10.

また、フィンガ本体11及び弾性外皮12は光透過性を有するため、フィンガ101の外部となる方向Pからフィンガ101に照射される外部の光の一部は、フィンガ本体11の上部側を透過して、フィンガ本体11の内側を通過し、フィンガ本体11及び弾性外皮12における撮像装置13の撮像範囲F1を照射する。さらに、この光は、フィンガ本体11及び弾性外皮12を透過し、対象物10において反射して弾性外皮12の把持部A1を照射し、さらに、弾性外皮12を透過して、フィンガ本体11及び弾性外皮12における撮像範囲F1を照射する。また、方向Pからフィンガ101に照射される外部の光の他の一部は、フィンガ本体11の先端部11aにおける弾性外皮12及びフィンガ本体11を透過し、フィンガ本体11及び弾性外皮12における撮像範囲F1を照射する。よって、フィンガ本体11及び弾性外皮12における撮像範囲F1全体に相当する部位は、フィンガ本体11及び弾性外皮12を透過した透過光及び対象物10において反射した反射光により、照射される。
ここで、フィンガ本体11及び弾性外皮12は、フィンガ本体11及び弾性外皮12における撮像装置13の撮像範囲F1にフィンガ101の外部からの光を導入する光透過部を構成している。
なお、本実施形態において、説明を容易にするため、外部からの光の入射方向を一方向としているが、実際は、周囲の構造物における反射光が存在するため、フィンガ101への入射光は多方向となる。
Further, since the finger body 11 and the elastic skin 12 are light transmissive, a part of the external light radiated to the finger 101 from the direction P outside the finger 101 is transmitted through the upper side of the finger body 11. Then, it passes through the inside of the finger body 11 and irradiates the imaging range F <b> 1 of the imaging device 13 in the finger body 11 and the elastic skin 12. Further, this light is transmitted through the finger body 11 and the elastic skin 12, reflected by the object 10 and irradiated to the gripping portion A1 of the elastic skin 12, and further transmitted through the elastic skin 12 to be transmitted through the finger body 11 and the elastic skin. The imaging range F1 in the outer skin 12 is irradiated. Further, another part of the external light irradiated on the finger 101 from the direction P is transmitted through the elastic outer skin 12 and the finger main body 11 at the distal end portion 11 a of the finger main body 11, and the imaging range in the finger main body 11 and the elastic outer skin 12. Irradiate F1. Therefore, the part corresponding to the entire imaging range F1 in the finger body 11 and the elastic skin 12 is irradiated by the transmitted light that has passed through the finger body 11 and the elastic skin 12 and the reflected light that has been reflected by the object 10.
Here, the finger main body 11 and the elastic skin 12 constitute a light transmission part that introduces light from the outside of the finger 101 into the imaging range F1 of the imaging device 13 in the finger main body 11 and the elastic skin 12.
In this embodiment, for ease of explanation, the incident direction of light from the outside is set as one direction. However, in reality, there is a large amount of incident light on the finger 101 because reflected light from surrounding structures exists. Direction.

このとき、撮像装置13は、透過光及び反射光により照射されて鮮明になったフィンガ本体11及び弾性外皮12の撮像範囲F1すなわち把持部A1の画像を取得する。また、弾性外皮12は、この把持部A1の接触部B1における厚さt2が、対象物10と接触していないその他の領域の厚さt1より薄くなっているため、光の屈折率が接触部B1とその他の領域との間で異なる。このため、撮像装置13によって取得される画像は、接触部B1と接触部B1以外の領域との間に明暗(濃淡)を有しており、例えば、図3に示すようになる。すなわち、図3の把持部A1の画像において、その輝度は、接触部B1において他の領域より大きくなっている。そして、輝度は、特に接触部B1の中心である重心において最大であり、この重心から接触部B1の周縁に向かってわずかに減衰しており、さらに、接触部B1の周辺部C1において急激に減衰して対象物10(図2参照)と接触していない領域D1の輝度に収束している。なお、接触部B1は、対象物10と固着する領域を示し、周辺部C1は、接触部B1の周囲に位置すると共に接触により弾性外皮12に変形が生じる領域を示し、領域D1は、接触により弾性外皮12に影響の生じない領域を示す。また、フィンガ101が対象物10(図2参照)に接触していない場合、把持部A1の画像は、局所的な明暗(濃淡)を有さず一様な明暗(濃淡)を有している。   At this time, the imaging device 13 obtains an image of the imaging range F1 of the finger body 11 and the elastic skin 12, which is clear by being irradiated with the transmitted light and the reflected light, that is, the image of the grip portion A1. In addition, since the elastic skin 12 has a thickness t2 at the contact portion B1 of the gripping portion A1 that is smaller than the thickness t1 of other regions that are not in contact with the object 10, the refractive index of light is the contact portion. It differs between B1 and other areas. For this reason, the image acquired by the imaging device 13 has light and dark (light / dark) between the contact part B1 and the area other than the contact part B1, and is as shown in FIG. 3, for example. That is, in the image of the gripping part A1 in FIG. 3, the brightness is higher in the contact part B1 than in other areas. The luminance is greatest at the center of gravity, which is the center of the contact portion B1, and is slightly attenuated from the center of gravity toward the periphery of the contact portion B1, and further rapidly attenuated at the peripheral portion C1 of the contact portion B1. Thus, the brightness converges to the brightness of the region D1 that is not in contact with the object 10 (see FIG. 2). The contact portion B1 indicates a region that is fixed to the object 10, the peripheral portion C1 indicates a region that is located around the contact portion B1, and the elastic outer skin 12 is deformed by the contact, and the region D1 is formed by the contact. An area where the elastic skin 12 is not affected is shown. In addition, when the finger 101 is not in contact with the object 10 (see FIG. 2), the image of the gripping part A1 does not have local light / dark (light / dark) but has uniform light / dark (light / light). .

さらに、図2に戻り、撮像装置13は、取得した把持部A1の画像情報を制御部20に送る。
制御部20は、送られた把持部A1の画像情報を解析し、フィンガ101の対象物10への接触の有無の検出、接触位置の算出等を行う。また、制御部20は、算出した接触位置と接触部B1の大きさ等から、フィンガ101の対象物10への押圧力、すなわちフィンガ101の対象物10に対する把持力を算出する。そして、制御部20は、算出された把持力に基づき、超音波アクチュエータ4a及び4b(図1参照)の動作を制御し、対象物10を潰さないように把持力を調整する。
よって、ロボットハンド1は、撮像装置13によって取得された画像情報に基づく制御部20の制御によって把持力が調整されつつ、対象物10の把持を行う。
Further, returning to FIG. 2, the imaging device 13 sends the acquired image information of the grip portion A <b> 1 to the control unit 20.
The control unit 20 analyzes the image information of the grip unit A1 that is sent, and performs detection of the presence or absence of contact of the finger 101 with the object 10, calculation of the contact position, and the like. Further, the control unit 20 calculates the pressing force of the finger 101 against the object 10, that is, the gripping force of the finger 101 with respect to the object 10 from the calculated contact position and the size of the contact part B <b> 1. And the control part 20 controls operation | movement of the ultrasonic actuators 4a and 4b (refer FIG. 1) based on the calculated gripping force, and adjusts gripping force so that the target object 10 may not be crushed.
Therefore, the robot hand 1 grips the object 10 while the gripping force is adjusted by the control of the control unit 20 based on the image information acquired by the imaging device 13.

このように、実施の形態1に係るロボットハンド用撮像装置内蔵フィンガ101は、対象物10を把持することで変形する弾性外皮12と、弾性外皮12を支持するフィンガ本体11と、フィンガ本体11の内部に設けられて弾性外皮12の変形状態を撮像する撮像装置13とを有する。さらに、ロボットハンド用撮像装置内蔵フィンガ101において、フィンガ本体11は、外部から撮像装置13の撮像範囲F1に光を導入する光透過部11及び12を備える。
これによって、フィンガ本体11における光透過部であるフィンガ本体11及び弾性外皮12を介してフィンガ本体11の外部から内部に採光した光を、フィンガ本体11における撮像装置13の撮像範囲F1に相当する部位に照射することによって、フィンガ本体11さらには弾性外皮12における撮像装置13の撮像範囲F1に相当する部位の鮮明な画像が撮像装置13により撮像される。従って、対象物10を把持する際にフィンガ101が対象物10に接触して弾性外皮12が変形すると、この弾性外皮12の変形は、発光手段を使用することなく撮像装置13により撮像された画像からでも認識されることができる。すなわち、発光手段を設けることなく、ロボットハンド用撮像装置内蔵フィンガ101の対象物10への接触状況を認識することが可能になる。
As described above, the finger 101 with a built-in imaging device for the robot hand according to the first embodiment includes the elastic outer skin 12 that is deformed by gripping the object 10, the finger main body 11 that supports the elastic outer skin 12, and the finger main body 11. And an imaging device 13 that is provided inside and images the deformation state of the elastic skin 12. Further, in the finger 101 with a built-in imaging device for the robot hand, the finger main body 11 includes light transmitting portions 11 and 12 that introduce light into the imaging range F1 of the imaging device 13 from the outside.
As a result, the portion of the finger body 11 corresponding to the imaging range F1 of the imaging device 13 is obtained by collecting the light collected from the outside of the finger body 11 through the finger body 11 and the elastic skin 12 which are light transmitting portions. The image pickup device 13 picks up a clear image of a portion corresponding to the image pickup range F1 of the image pickup device 13 in the finger body 11 and the elastic skin 12. Therefore, when the finger 101 comes into contact with the object 10 and the elastic skin 12 is deformed when the object 10 is gripped, the deformation of the elastic skin 12 is an image captured by the imaging device 13 without using the light emitting means. Can be recognized even from. That is, it is possible to recognize the contact state of the finger 101 with the built-in imaging device for the robot hand with the object 10 without providing the light emitting means.

また、弾性外皮12における、少なくとも撮像装置13の撮像範囲F1に相当する部位が、光透過性を有することによって、弾性外皮12が変形すると、変形部位はその他の部位との光の屈折率が異なる。このため、撮像装置13の画像において、弾性外皮12の変形が輝度の差異によって認識することができる。
フィンガ本体11の全てが透明部材であり、弾性外皮12の全てが透明部材であることによって、外部の光は周囲の構造物等に反射する光も含むため多方向からフィンガ本体11を照射するが、フィンガ本体11は多方向から入射する光をその内部から弾性外皮12における撮像範囲F1に相当する部位に照射することができる。また、弾性外皮12が透明であることによって、外部から弾性外皮12を透過する光によっても弾性外皮12における撮像範囲F1に相当する部位が照射され、撮像装置13により鮮明な画像を撮像することができる。
Further, at least a portion corresponding to the imaging range F1 of the imaging device 13 in the elastic skin 12 is light transmissive, so that when the elastic skin 12 is deformed, the deformed portion has a different refractive index of light from other portions. . For this reason, in the image of the imaging device 13, the deformation of the elastic skin 12 can be recognized by the difference in luminance.
Since all of the finger main body 11 is a transparent member and all of the elastic shell 12 is a transparent member, external light includes light reflected from surrounding structures and the like, so that the finger main body 11 is irradiated from multiple directions. The finger main body 11 can irradiate light incident from multiple directions to the part corresponding to the imaging range F1 in the elastic skin 12 from the inside. In addition, since the elastic skin 12 is transparent, a portion corresponding to the imaging range F1 in the elastic skin 12 is also irradiated by light transmitted through the elastic skin 12 from the outside, and a clear image can be captured by the imaging device 13. it can.

実施の形態2.
この発明の実施の形態2に係るロボットハンド用撮像装置内蔵フィンガ102の構成は、実施の形態1におけるロボットハンド用撮像装置内蔵フィンガ101の弾性外皮12に、その表面に沿った格子状のパターン(模様)を設けたものである。
なお、以下の実施の形態において、前出した図における参照符号と同一の符号は、同一または同様な構成要素であるので、その詳細な説明は省略する。
Embodiment 2. FIG.
The configuration of the finger 102 with a built-in imaging device for a robot hand according to Embodiment 2 of the present invention is such that a lattice-like pattern along the surface of the elastic skin 12 of the finger 101 with a built-in imaging device for robot hand according to the first embodiment ( Pattern).
In the following embodiments, the same reference numerals as those in the previous drawings are the same or similar components, and thus detailed description thereof is omitted.

図4を参照すると、フィンガ102は、実施の形態1のフィンガ101と同様にして、フィンガ本体11及び撮像装置13を有する。さらに、フィンガ本体11の外表面11dにおいて、その把持部A2を少なくとも覆うようにして、透明な弾性外皮22が設けられている。また、弾性外皮22の外表面22aには、少なくとも把持部A2全体にわたって格子状のパターン(模様)22bが印刷されている。なお、パターン22bは、弾性外皮22の外表面22aに格子状の溝を形成したものであってもよく、また、弾性外皮22の内部、或いは内表面に形成されてもよい。
また、フィンガ102においても、弾性外皮22における撮像装置13の撮像範囲F2に相当する部位は、弾性外皮22における把持部A2と同一になっている。このため、撮像装置13は、弾性外皮22の格子状のパターン22bを撮像することができる。
また、この発明の実施の形態2に係るロボットハンド用撮像装置内蔵フィンガ102のその他の構成は、実施の形態1と同様であるため、説明を省略する。
Referring to FIG. 4, the finger 102 includes the finger body 11 and the imaging device 13 in the same manner as the finger 101 of the first embodiment. Furthermore, a transparent elastic skin 22 is provided on the outer surface 11d of the finger body 11 so as to cover at least the grip portion A2. A lattice-like pattern (pattern) 22b is printed on the outer surface 22a of the elastic skin 22 at least over the entire gripping portion A2. The pattern 22b may be one in which lattice-shaped grooves are formed on the outer surface 22a of the elastic skin 22, or may be formed inside or on the inner surface of the elastic skin 22.
Also in the finger 102, the part corresponding to the imaging range F <b> 2 of the imaging device 13 in the elastic skin 22 is the same as the grip portion A <b> 2 in the elastic skin 22. For this reason, the imaging device 13 can image the lattice-like pattern 22 b of the elastic skin 22.
The other configuration of the finger 102 with a built-in imaging device for a robot hand according to the second embodiment of the present invention is the same as that of the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.

次に、この発明の実施の形態2に係るロボットハンド用撮像装置内蔵フィンガ102は、実施の形態1のフィンガ101と同様に動作するが、ロボットハンド1が対象物10を把持した際、撮像装置13が取得する把持部A2の画像が異なっており、図5のように示される。
そこで、図5の状態(a)は、ロボットハンド1が対象物10を把持していない状態を示し、状態(b)は、ロボットハンド1が対象物10を把持している状態を示す。
Next, the finger 102 with a built-in imaging device for a robot hand according to Embodiment 2 of the present invention operates in the same manner as the finger 101 of Embodiment 1, but when the robot hand 1 grips the object 10, the imaging device The image of the gripping part A2 acquired by 13 is different and is shown in FIG.
Therefore, the state (a) in FIG. 5 shows a state in which the robot hand 1 is not holding the object 10, and the state (b) shows a state in which the robot hand 1 is holding the object 10.

状態(b)において、把持部A2の画像における輝度の分布は、実施の形態1のフィンガ101における輝度の分布と同様に表示される。また、把持部A2の画像には、格子状の模様が表示されるが、フィンガ101が対象物10に接触すると弾性外皮22及び格子状のパターン22bが変形するため、格子状の模様の変形によっても、弾性外皮22と対象物10との接触状態が確認できる。さらに、把持部A2の画像では、格子状の模様の濃淡によってその輝度の強弱がより明確に描写される。このため、把持部A2の画像は、輝度の分布形状及び格子状の模様の状態の双方により、弾性外皮22と対象物10との接触に関する情報をより鮮明に示すことができる。(図4参照)   In the state (b), the luminance distribution in the image of the grip portion A2 is displayed in the same manner as the luminance distribution in the finger 101 of the first embodiment. In addition, a lattice-like pattern is displayed on the image of the grip portion A2, but when the finger 101 comes into contact with the object 10, the elastic outer skin 22 and the lattice-like pattern 22b are deformed. In addition, the contact state between the elastic skin 22 and the object 10 can be confirmed. Furthermore, in the image of the grip portion A2, the intensity of the brightness is more clearly depicted by the density of the grid pattern. For this reason, the image of the grip portion A2 can more clearly show information related to the contact between the elastic skin 22 and the object 10 by both the luminance distribution shape and the lattice pattern state. (See Figure 4)

なお、ロボットハンド1により対象物10を把持する際、把持力が不足気味であると対象物10がその自重により弾性外皮22に対して方向Qへ滑りそうな状態になる場合がある。このとき、周辺部C2の格子状の模様には、接触部B2が方向Qに向かって引きつけられるような変形が発生する。そして、制御部20は、周辺部C2の格子状の模様の形状から、対象物10が方向Qへ滑りそうな状態であるかどうかを算出する。(図4参照)
よって、図4を参照すると、制御部20は、撮像装置13から送られた把持部A2の画像情報から、実施の形態1と同様にして、フィンガ102の対象物10に対する把持力を算出する。さらに、制御部20は、弾性外皮22すなわちフィンガ102に対して対象物10が滑りそうになった状態であるかを周辺部C2(図5参照)の格子状の模様の画像情報から検出する。そして、制御部20は、算出された情報に基づき、超音波アクチュエータ4a及び4b(図1参照)の動作を制御し、対象物10を滑らさないように、且つ潰さないように把持力を調整する。
また、この発明の実施の形態2に係るロボットハンド用撮像装置内蔵フィンガ102のその他の動作は、実施の形態1と同様であるため、説明を省略する。
When the object 10 is gripped by the robot hand 1, if the gripping force is insufficient, the object 10 may be likely to slide in the direction Q with respect to the elastic skin 22 due to its own weight. At this time, the lattice pattern of the peripheral portion C2 is deformed such that the contact portion B2 is attracted toward the direction Q. Then, the control unit 20 calculates whether or not the object 10 is likely to slide in the direction Q from the shape of the lattice pattern of the peripheral part C2. (See Figure 4)
Therefore, referring to FIG. 4, the control unit 20 calculates the gripping force of the finger 102 against the object 10 from the image information of the gripping unit A2 sent from the imaging device 13 in the same manner as in the first embodiment. Further, the control unit 20 detects whether or not the object 10 is about to slip with respect to the elastic skin 22, that is, the finger 102, from the image information of the grid pattern in the peripheral part C <b> 2 (see FIG. 5). Then, the control unit 20 controls the operations of the ultrasonic actuators 4a and 4b (see FIG. 1) based on the calculated information, and adjusts the gripping force so that the object 10 does not slide and does not collapse. To do.
Other operations of the finger 102 with a built-in imaging device for a robot hand according to the second embodiment of the present invention are the same as those in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.

このように、実施の形態2におけるロボットハンド用撮像装置内蔵フィンガ102において、上記実施の形態1のロボットハンド用撮像装置内蔵フィンガ101と同様な効果が得られる。
また、弾性外皮22における撮像装置13の撮像範囲F2に相当する部位に、格子状のパターン22bを設けることによって、撮像装置13によって取得される画像では、対象物10との接触による弾性外皮22の変形状態が、輝度の強弱だけでなく、格子状のパターン22bの濃淡及び変形によっても示される。このため、実施の形態1のロボットハンド用撮像装置内蔵フィンガ101に対して、ロボットハンド用撮像装置内蔵フィンガ102は、対象物10と弾性外皮22とのより詳細な接触状態を認識することができ、制御部20によるフィンガ102のより緻密な制御が可能になる。
また、弾性外皮22に設けられるパターンは、格子状のパターン22bに限定されるものではなく、異なる形状の点を規則的に並べるようなものであってもよい。
As described above, in the robot hand imaging device built-in finger 102 in the second embodiment, the same effect as the robot hand imaging device built-in finger 101 in the first embodiment can be obtained.
In addition, by providing the lattice-like pattern 22b in a portion corresponding to the imaging range F2 of the imaging device 13 in the elastic skin 22, in the image acquired by the imaging device 13, the elastic skin 22 due to contact with the object 10 is obtained. The deformed state is indicated not only by the intensity of brightness but also by the shading and deformation of the grid pattern 22b. For this reason, the finger 102 with a built-in imaging device for the robot hand can recognize a more detailed contact state between the object 10 and the elastic outer skin 22 with respect to the finger 101 with the built-in imaging device for the robot hand according to the first embodiment. Further, finer control of the finger 102 by the control unit 20 becomes possible.
Further, the pattern provided on the elastic skin 22 is not limited to the lattice-like pattern 22b, and may be a pattern in which dots having different shapes are regularly arranged.

実施の形態3.
この発明の実施の形態3に係るロボットハンド用撮像装置内蔵フィンガ103の構成は、実施の形態1のロボットハンド用撮像装置内蔵フィンガ101において中空であったフィンガ本体11を中実としたものである。
図6を参照すると、ロボットハンド用撮像装置内蔵フィンガ103のフィンガ本体31は、円柱状をした柱部31bと柱部31bの一方の端部に形成された半球状をした先端部31aとを有し、先端部31a及び柱部31bの内部は中実になっている。なお、フィンガ本体31の先端部31a及び柱部31bは、透明な樹脂などの、高い光透過性を有する材料により形成されている。さらに、柱部31bの内部には撮像装置13が柱部31bの把持部A3へ方向付けられて埋め込まれており、撮像装置13は制御部20と電気的に接続されている。
また、この発明の実施の形態3に係るロボットハンド用撮像装置内蔵フィンガ103のその他の構成及び動作は、実施の形態1と同様であるため、説明を省略する。
Embodiment 3 FIG.
The configuration of the finger 103 with a built-in imaging device for a robot hand according to the third embodiment of the present invention is a solid body of the finger body 11 that is hollow in the finger 101 with a built-in imaging device for a robot hand according to the first embodiment. .
Referring to FIG. 6, the finger main body 31 of the imaging device built-in finger 103 for the robot hand has a columnar column 31b and a hemispherical tip 31a formed at one end of the column 31b. And the inside of the front-end | tip part 31a and the pillar part 31b is solid. In addition, the front-end | tip part 31a and the pillar part 31b of the finger main body 31 are formed with the material which has high light transmittance, such as transparent resin. Further, the imaging device 13 is embedded in the pillar portion 31b so as to be oriented toward the grip portion A3 of the pillar portion 31b, and the imaging device 13 is electrically connected to the control unit 20.
The other configuration and operation of the finger 103 with a built-in imaging device for a robot hand according to the third embodiment of the present invention are the same as those in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.

このように、実施の形態3におけるロボットハンド用撮像装置内蔵フィンガ103において、上記実施の形態1のロボットハンド用撮像装置内蔵フィンガ101と同様な効果が得られる。
また、フィンガ103のフィンガ本体31は、その内部が中実であるため剛性を確保することが容易である。よって、フィンガ本体31は、実施の形態1におけるフィンガ本体11より剛性の低い材料、可撓性を有する材料、又は弾性を有する材料により形成することができる。さらに、弾性を有する材料によってフィンガ本体31を形成することにより、フィンガ本体31が弾性外皮12を兼ねてもよい。これにより、弾性外皮12が不要となり、コストを低減することができる。
As described above, the robot hand imaging device built-in finger 103 in the third embodiment has the same effect as the robot hand imaging device built-in finger 101 in the first embodiment.
Further, the finger main body 31 of the finger 103 is easy to ensure rigidity because the inside thereof is solid. Therefore, the finger main body 31 can be formed of a material having lower rigidity than the finger main body 11 in Embodiment 1, a material having flexibility, or a material having elasticity. Furthermore, the finger body 31 may also serve as the elastic skin 12 by forming the finger body 31 from an elastic material. Thereby, the elastic outer skin 12 becomes unnecessary, and the cost can be reduced.

実施の形態4.
この発明の実施の形態4に係るロボットハンド用撮像装置内蔵フィンガ104の構成は、実施の形態1のロボットハンド用撮像装置内蔵フィンガ101において、フィンガ本体11の把持部A1を覆うように設けられていた弾性外皮12を、フィンガ本体11全体を覆うように設けたものである。
図7を参照すると、フィンガ104は、実施の形態1のフィンガ101と同様にして、フィンガ本体11及び撮像装置13を有する。さらに、フィンガ本体11の外表面11dの全体を覆うようにして、シート状の弾性外皮42が設けられている。弾性外皮42は、透明なシリコンゴムなどによる、高い光透過性を有し且つ弾性を有する材料により形成されている。
ここで、フィンガ本体11及び弾性外皮42は、フィンガ本体11及び弾性外皮42における撮像装置13の撮像範囲F4に相当する部位にフィンガ104の外部からの光を導入する光透過部を構成している。
また、この発明の実施の形態4に係るロボットハンド用撮像装置内蔵フィンガ104のその他の構成及び動作は、実施の形態1と同様であるため、説明を省略する。
Embodiment 4 FIG.
The configuration of the finger 104 with a built-in imaging device for a robot hand according to Embodiment 4 of the present invention is provided so as to cover the grip portion A1 of the finger body 11 in the finger 101 with a built-in imaging device for a robot hand according to Embodiment 1. The elastic outer skin 12 is provided so as to cover the entire finger body 11.
Referring to FIG. 7, the finger 104 has a finger body 11 and an imaging device 13 in the same manner as the finger 101 of the first embodiment. Further, a sheet-like elastic skin 42 is provided so as to cover the entire outer surface 11 d of the finger body 11. The elastic skin 42 is made of a material having high light transmittance and elasticity, such as transparent silicon rubber.
Here, the finger main body 11 and the elastic outer skin 42 constitute a light transmission part that introduces light from the outside of the finger 104 into a portion of the finger main body 11 and the elastic outer skin 42 corresponding to the imaging range F4 of the imaging device 13. .
Further, since the other configuration and operation of the finger 104 with a built-in imaging device for a robot hand according to the fourth embodiment of the present invention are the same as those in the first embodiment, description thereof will be omitted.

このように、実施の形態4におけるロボットハンド用撮像装置内蔵フィンガ104において、上記実施の形態1のロボットハンド用撮像装置内蔵フィンガ101と同様な効果が得られる。
また、フィンガ104のフィンガ本体11全体を弾性材で覆ったため、フィンガ104が対象物10或いは周囲の物体に接触した場合、これらに損傷を与えることを防止することができる。さらに、フィンガ104が人体と接触するような状況で使用される場合、人体との接触時に柔らかい感触を実現することができる。
As described above, in the robot hand imaging device built-in finger 104 in the fourth embodiment, the same effect as the robot hand imaging device built-in finger 101 in the first embodiment can be obtained.
Further, since the entire finger body 11 of the finger 104 is covered with an elastic material, when the finger 104 comes into contact with the object 10 or a surrounding object, it is possible to prevent the finger 104 from being damaged. Further, when the finger 104 is used in a situation where it is in contact with the human body, it is possible to realize a soft touch when in contact with the human body.

実施の形態5.
この発明の実施の形態5に係るロボットハンド用撮像装置内蔵フィンガ105の構成は、実施の形態1においてロボットハンド用撮像装置内蔵フィンガ101をロボットハンド1の指部3の第一指節3aに設けていたものを、第二指節3bに設けたものである。
まず、図1を参照すると、ロボットハンド1の各指部3の第二指節3bには、図示しない撮像装置が内蔵されており、第二指節3bは、ロボットハンド用撮像装置内蔵フィンガ105を構成している。
Embodiment 5 FIG.
The configuration of the finger 105 with a built-in imaging device for a robot hand according to Embodiment 5 of the present invention is such that the finger 101 with a built-in imaging device for a robot hand is provided in the first phalange 3a of the finger part 3 of the robot hand 1 in Embodiment 1. What has been provided is provided in the second phalanx 3b.
First, referring to FIG. 1, an imaging device (not shown) is built in the second phalanx 3 b of each finger portion 3 of the robot hand 1, and the second phalanx 3 b is an imaging device built-in finger 105 for the robot hand. Is configured.

次に、図8を参照すると、フィンガ105は、円筒状をした中空のフィンガ本体51を有している。フィンガ本体51は、その全体が、透明な樹脂などによる、高い光透過性を有し且つ剛性を有する材料により形成されている。
また、フィンガ本体51の外表面51dの把持部A5には、厚さt1で形成されたシート状の弾性外皮52が設けられている。弾性外皮52は、透明なシリコンゴムなどによる、高い光透過性を有し且つ弾性を有する材料により形成されている。
また、フィンガ本体51の内部には、撮像装置13が設けられており、撮像装置13は、フィンガ本体51と同一の材料によって一体に形成されたブラケット51cに取付・支持されている。そして、撮像装置13は、把持部A5全体の画像を取得できるように取り付けられている。さらに、撮像装置13は、制御部20に電気的に接続されており、制御部20に取得した二次元画像を送る。なお、フィンガ105においても、弾性外皮52における撮像装置13の撮像範囲F5に相当する部位は、弾性外皮52における把持部A5と同一になっている。
また、この発明の実施の形態5に係るロボットハンド用撮像装置内蔵フィンガ105のその他の構成及び動作は、実施の形態1と同様であるため、説明を省略する。
このように、実施の形態5におけるロボットハンド用撮像装置内蔵フィンガ105において、上記実施の形態1のロボットハンド用撮像装置内蔵フィンガ101と同様な効果が得られる。
Next, referring to FIG. 8, the finger 105 has a hollow finger body 51 having a cylindrical shape. The entire finger body 51 is made of a material having high light transmissivity and rigidity, such as a transparent resin.
Further, a sheet-like elastic skin 52 formed with a thickness t1 is provided on the gripping portion A5 of the outer surface 51d of the finger body 51. The elastic skin 52 is made of a material having high light transmittance and elasticity, such as transparent silicon rubber.
In addition, the imaging device 13 is provided inside the finger body 51, and the imaging device 13 is attached and supported by a bracket 51c that is integrally formed of the same material as the finger body 51. And the imaging device 13 is attached so that the image of the whole holding part A5 can be acquired. Furthermore, the imaging device 13 is electrically connected to the control unit 20 and sends the acquired two-dimensional image to the control unit 20. In the finger 105 as well, the part corresponding to the imaging range F5 of the imaging device 13 in the elastic skin 52 is the same as the gripping part A5 in the elastic skin 52.
Further, since the other configuration and operation of the finger 105 with a built-in imaging device for a robot hand according to the fifth embodiment of the present invention are the same as those in the first embodiment, description thereof will be omitted.
As described above, the robot hand imaging device built-in finger 105 in the fifth embodiment has the same effect as the robot hand imaging device built-in finger 101 in the first embodiment.

また、実施の形態1〜5において、フィンガ本体11、31及び51、並びに弾性外皮12、22、42及び52は、高い光透過性を有する材料により形成されていたが、これに限定されるものではない。これらは、撮像装置13により取得した画像が制御部20により解析できる程度の光透過性を有していればよい。
また、実施の形態1〜5において、フィンガ本体11、31及び51は、その全体が光透過性を有する材料により形成されていたが、これに限定されるものではない。フィンガ本体11、31及び51は、把持部A1〜A5に対応する部分に加え一部分が光透過性を有する材料により形成され、その一部分から採光した光により内部から弾性外皮12、22、42及び52における撮像装置13の撮像範囲F1〜F5に相当する部位を照射する構成であってもよい。さらに、フィンガ本体11、31及び51を光透過性を有していない材料から形成するとともに、把持部A1〜A5(接触部)に対応する部分とその部分にフィンガ本体11、31及び51の外部から光を導入する部分(撮像装置の撮像範囲)のみに窓(開口)を形成して、撮像装置13の撮像範囲F1〜F5に光を導入する光透過部を構成してもよい。
In the first to fifth embodiments, the finger bodies 11, 31, and 51 and the elastic skins 12, 22, 42, and 52 are formed of a material having high light transmittance. However, the present invention is not limited to this. is not. These need only have such light transmittance that the image acquired by the imaging device 13 can be analyzed by the control unit 20.
In the first to fifth embodiments, the finger bodies 11, 31, and 51 are all made of a light-transmitting material. However, the present invention is not limited to this. The finger bodies 11, 31, and 51 are formed of a material having a light transmitting property in addition to the portions corresponding to the gripping portions A1 to A5, and the elastic skins 12, 22, 42, and 52 are internally generated by light collected from the portions. The structure which irradiates the site | part corresponded to the imaging range F1-F5 of the imaging device 13 in may be sufficient. Further, the finger bodies 11, 31, and 51 are formed from a material that does not transmit light, and the portions corresponding to the gripping portions A1 to A5 (contact portions) and the portions outside the finger bodies 11, 31, 51 are formed. A window (opening) may be formed only in a portion where light is introduced from (imaging range of the imaging device) to constitute a light transmission unit that introduces light into the imaging ranges F1 to F5 of the imaging device 13.

また、実施の形態1〜3及び5において、弾性外皮12、22及び52は、光透過性を有する材料により形成されていたが、これに限定されるものではない。弾性外皮12、22及び52の内部に格子状のパターン22b等のマーキングを設け、対象物10との接触時に、マーキングの変形形状から弾性外皮12、22及び52と対象物10との接触状態を認識するようにしてもよい。
また、実施の形態1〜5において、フィンガ本体11、31及び51の外表面11d、31d及び51dに弾性外皮12、22、42及び52が直接設けられていたが、これに限定されるものではない。フィンガ本体11、31及び51と弾性外皮12、22、42及び52との間に空気層を有するように構成されていてもよい。これにより、対象物10との接触時に弾性外皮12、22、42及び52がより変形しやすくなり、また変形量も増大するため、撮像装置13によって取得される画像には、対象物10との接触による弾性外皮12、22、42及び52の変形状態がより明確に示される。
In Embodiments 1 to 3 and 5, the elastic skins 12, 22 and 52 are made of a light-transmitting material, but the invention is not limited to this. Marking such as a lattice-like pattern 22b is provided inside the elastic skins 12, 22 and 52, and the contact state between the elastic skins 12, 22 and 52 and the object 10 is determined from the deformed shape of the marking when contacting the object 10. You may make it recognize.
In the first to fifth embodiments, the elastic skins 12, 22, 42, and 52 are directly provided on the outer surfaces 11d, 31d, and 51d of the finger bodies 11, 31, and 51. However, the present invention is not limited to this. Absent. An air layer may be provided between the finger bodies 11, 31 and 51 and the elastic skins 12, 22, 42 and 52. As a result, the elastic outer skins 12, 22, 42, and 52 are more easily deformed when in contact with the object 10, and the amount of deformation increases. The deformation state of the elastic skins 12, 22, 42 and 52 due to the contact is shown more clearly.

10 対象物、11,31,51 フィンガ本体(支持部材、光透過部)、12,22,42,52 弾性外皮(弾性体、光透過部)、13 撮像装置、22b 格子状のパターン(格子状の模様)、101,102,103,104,105 ロボットハンド用撮像装置内蔵フィンガ、F1,F2,F3,F4,F5 撮像範囲。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Object, 11, 31, 51 Finger main body (support member, light transmission part), 12, 22, 42, 52 Elastic outer skin (elastic body, light transmission part), 13 Imaging device, 22b Grid pattern (grating form) , 101, 102, 103, 104, 105 Fingers with built-in imaging device for robot hand, F1, F2, F3, F4, F5 imaging range.

Claims (5)

対象物を把持することで変形する弾性体と、前記弾性体を支持する支持部材と、前記支持部材の内部に設けられて前記弾性体の変形状態を撮像する撮像装置とを有するロボットハンド用撮像装置内蔵フィンガにおいて、
前記支持部材は、外部から前記撮像装置の撮像範囲に光を導入する光透過部を備えるロボットハンド用撮像装置内蔵フィンガ。
Imaging for a robot hand having an elastic body that deforms by gripping an object, a support member that supports the elastic body, and an imaging device that is provided inside the support member and images the deformation state of the elastic body In the built-in finger,
The support member is a finger having a built-in imaging device for a robot hand that includes a light transmission portion that introduces light into the imaging range of the imaging device from the outside.
前記弾性体における、少なくとも前記撮像装置の撮像範囲に相当する部位が、光透過性を有する
請求項1に記載のロボットハンド用撮像装置内蔵フィンガ。
The finger with a built-in imaging device for a robot hand according to claim 1, wherein at least a portion of the elastic body corresponding to an imaging range of the imaging device has light transmittance.
前記支持部材及び前記弾性体が、透明な部材からなる
請求項2に記載のロボットハンド用撮像装置内蔵フィンガ。
The finger with a built-in imaging device for a robot hand according to claim 2, wherein the support member and the elastic body are made of a transparent member.
前記弾性体における前記撮像装置の撮像範囲に相当する部位が、格子状の模様を有する
請求項1〜3のいずれか一項に記載のロボットハンド用撮像装置内蔵フィンガ。
The finger | toe with a built-in imaging device for robot hands as described in any one of Claims 1-3 in which the site | part corresponded to the imaging range of the said imaging device in the said elastic body has a grid | lattice pattern.
前記支持部材は、中実な構造を有する
請求項1〜4のいずれか一項に記載のロボットハンド用撮像装置内蔵フィンガ。
The said support member is a finger | toe with a built-in imaging device for robot hands as described in any one of Claims 1-4 which has a solid structure.
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