JP2013082041A

JP2013082041A - ロボット

Info

Publication number: JP2013082041A
Application number: JP2011224587A
Authority: JP
Inventors: Kenjiro Murakami; 憲二郎村上; Kazuto Yoshimura; 和人吉村; Suminobu Goto; 純伸後藤
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2011-10-12
Filing date: 2011-10-12
Publication date: 2013-05-09
Anticipated expiration: 2031-10-12
Also published as: JP5891698B2

Abstract

【課題】ティーチング作業をせずとも、複数台のカメラの画像から対象物を把持可能なロボットを提供する。
【解決手段】複数の位置から対象物を撮影した画像に基づいて対象物を検出すると、ハンド部の指部の間隔および掌部の位置を、対象物に対して余裕を持った状態として、対象物の位置まで移動させる。その後、掌部を前進させて対象物に当接させた後、指部の間隔を狭めて対象物に当接させることによって対象物を把持する。こうすれば、たとえ対象物の位置の検出精度が低くても、ハンド部の移動時に指部や掌部が対象物に衝突することがなく、指部および掌部で対象物を把持することができる。このため、ティーチング作業をせずに複数の位置から撮影したカメラの画像に基づいて対象物を把持することができる。
【選択図】図６

Description

本発明は、ロボットに関する。

複数本の指部と、指部の間に設けられた掌部とを用いて、様々な形状の対象物を把持することが可能なハンド部を備えたロボットが開発されて、今日では、部品の搬送や組み付けなどの様々な製造現場で活用されるようになっている。ロボットで対象物を把持するためには、製造現場にロボットを据え付けた後に、把持する対象物が置かれる位置や、対象物の位置までハンド部をどのような経路で、どのような速度で移動させるか、更には、対象物のどの箇所を把持するかといった情報を、予めロボットに設定する作業（ティーチング作業）が必要となる。

このティーチング作業は手間のかかる作業なので、ティーチング作業をせずともロボットが対象物を把持できるようにするために、複数台のカメラを用いて対象物の画像を撮影し、得られた画像から、対象物が置かれた位置および対象物の外形形状などの情報を取得することによって、対象物を把持する技術が提案されている（特許文献１、特許文献２など）。

特開２００４−２８４００１号公報特開２０１１−１６１５７７号公報

しかし、提案されている技術では、実際にはティーチング作業を行うことなく対象物を把持することが難しいという問題があった。すなわち、通常のカメラの画像では位置分解能が低いので、複数の位置から撮影したカメラの画像に基づいて対象物の位置などの情報を取得しようとしても、十分な精度の情報を取得することができない。このため、ハンド部を対象物に近付ける際にハンド部が対象物に衝突して、対象物を破損させたり、ハンド部に搭載されたセンサー類を破損させたりするおそれが生じる。こうしたおそれを回避するためには、依然としてロボットに対するティーチング作業が必要になるという問題があった。

この発明は、従来の技術が有する上述した課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、複数の位置から撮影したカメラの画像に基づいて、ティーチング作業をせずとも対象物を把持することが可能なロボットを提供することを目的とする。

上述した課題の少なくとも一部を解決するために、本発明のロボットは次の構成を採用した。すなわち、
互いの間隔を変更可能に設けられた複数本の指部と、前記複数本の指部の間に設けられて前記指部の先端方向に向かって移動可能な掌部とを備えたハンド部を用いて対象物を把持するロボットであって、
複数の位置から前記対象物を撮影する撮影手段と、
前記対象物を撮影した画像に基づいて前記対象物の位置を検出する対象物検出手段と、
前記指部の間隔が、前記対象物を把持する間隔よりも広く、且つ前記掌部の位置が、前記対象物を把持する位置よりも前記指部の先端側から後退した位置に設定された把持準備状態に、前記ハンド部を設定するハンド部準備手段と、
前記把持準備状態の前記ハンド部を前記対象物の位置に移動するハンド部移動手段と、
前記掌部を前記把持準備状態から前記指部の先端方向に移動させて前記対象物に当接させる第１把持動作と、前記掌部を前記対象物に当接させた状態で、前記複数本の指部の間隔を狭めて前記複数本の指部を前記対象物に当接させる第２把持動作とを行うことによって、前記対象物を把持する把持手段と
を備えることを特徴とする。

こうした構成を有する本発明のロボットにおいては、複数の位置から対象物を撮影した画像に基づいて対象物の位置を検出すると、ハンド部を把持準備状態とした後、対象物の位置まで移動させる。尚、対象物の画像は、異なる位置に設けられた複数の撮影手段によって撮影しても良いし、撮影手段の位置を動かすことによって複数の位置から撮影しても良い。また、把持準備状態とは、ハンド部に設けられた指部の間隔が、ハンド部で対象物を把持する時の指部の間隔よりも広く設定され、且つ、掌部の位置が、ハンド部で対象物を把持する時の掌部の位置よりも、指部の先端側から後退した位置に設定されたハンド部の状態である。そして、掌部を前進させて対象物に当接させる第１把持動作を行った後、掌部を対象物に当接させたまま、指部の間隔を狭めて対象物に当接させる第２把持動作を行うことによって、対象物を把持する。

こうすれば、指部や掌部が対象物に衝突しないように余裕を持たせた間隔および位置に指部と掌部とが設定された状態で、ハンド部を対象物の位置まで移動させることができる。このため、たとえ対象物の位置を検出する精度が低くても、ハンド部の指部や掌部が対象物に衝突あるいは接触することがない。そして、ハンド部を対象物の把持位置まで移動させた後、第１把持動作で掌部を対象物に当接させ、第２把持動作で指部を対象物に当接させて対象物の把持を行う。これら第１把持動作あるいは第２把持動作では、ハンド部の全体ではなく、掌部あるいは指部を動かすだけなので、たとえ掌部や指部が対象物に当接しても大きな力は発生せず、対象物やハンド部のセンサー類に損傷を与えるおそれがない。その結果、対象物の位置の検出精度が低くても対象物を把持することができるので、ティーチング作業をせずとも、複数の位置から撮影したカメラの画像に基づいて対象物を把持することが可能となる。尚、ハンド部で対象物を把持する際に必要となる対象物の外形寸法に関する情報は、ロボットに予め設定しておき、その情報を読み出すことによって取得することもできるが、複数の位置から撮影した対象物の画像に基づいて取得するようにしても良い。

また、上述した本発明のロボットにおいては、第１把持動作を行って掌部を対象物に当接させたまま、指部の先端に対する掌部の位置が所定位置となるようにハンド部の位置を修正してから、第２把持動作を行うようにしてもよい。

こうすれば、掌部を対象物の当接させた後、ハンド部の位置を修正することができるので、たとえ対象物の位置の検出精度が低くても、指部の先端に対して掌部が適切な位置にある状態で対象物を把持することが可能となる。

本実施例のロボットの構造を示す説明図である。本実施例のロボットが対象物を把持する際に行う対象物把持処理のフローチャートである。２つのカメラを用いて対象物を撮影した画像を例示した説明図である。２つのカメラの画像から対象物の高さ方向の位置を検出する様子を示した説明図である。対象物を把持するためにハンド部が把持準備状態となった様子を示す説明図である。ハンド部が上方から対象物を把持する様子を示した説明図である。

Ａ．本実施例のロボットの構造：
図１は、本実施例のロボット１０の構造を例示した説明図である。図１（ａ）に示されるように、本実施例のロボット１０は、本体部３００と、本体部１２０から立設されたアーム部２００と、アーム部２００の先端に取り付けられて対象物Ｗｒを把持するハンド部１００と、把持しようとする対象物Ｗｒの画像を撮影するカメラ４００ａ，４００ｂなどから構成されている。本体部３００には、ロボット１０全体の動作を制御する制御部３０２が内蔵されている。また、アーム部２００には複数の関節２０２が設けられており、制御部３０２の制御によって関節２０２を任意の角度に屈曲させて、ハンド部１００の位置および向きを移動させることが可能である。

図１（ｂ）に示されるように、ハンド部１００は、力センサー１０８を介してアーム部２００に取り付けられた基台１０２と、基台１０２から立設された複数本の指部１０４と、指部１０４と指部１０４との間に設けられた掌部１０６などから構成されている。指部１０４と指部１０４の間隔は、制御部３０２の制御によって広げたり狭めたりすることが可能である。また、掌部１０６についても、制御部３０２の制御によってシャフト１０６ｓを出し入れすることにより、指部１０４の先端に近づく方向（以下、前進方向と呼ぶ）に移動させたり、指部１０４の先端から遠ざかる方向（以下、後退方向と呼ぶ）に移動させたりすることが可能である。更に、指部１０４の間隔、あるいは掌部１０６の位置は、基台１０２に設けられた図示しないセンサーによって検出することができる。尚、ハンド部１００を移動させるアーム部２００が、本発明における「ハンド部移動手段」に対応し、カメラ４００ａ，４００ｂが、本発明における「撮影手段」に対応する。

Ｂ．対象物の把持動作：
図２は、本実施例のロボット１０が対象物Ｗｒを把持する際に行う対象物把持処理のフローチャートである。対象物Ｗｒを把持するに際しては、先ず始めに複数の位置から対象物Ｗｒの画像を撮影する（ステップＳ１００）。本実施例のロボット１０は、２台のカメラ４００ａ，４００ｂを備えているから、それぞれのカメラ４００ａ，４００ｂで撮影することにより、２つの位置から対象物Ｗｒを撮影することができる。もちろん、３台以上のカメラを備えて、３つ以上の位置から対象物Ｗｒを撮影しても良い。あるいは、１台のカメラ４００を移動させて異なる位置から撮影することによって、複数の位置から対象物Ｗｒを撮影するようにしても良い。次に、複数の位置から対象物Ｗｒを撮影した画像に基づいて、対象物Ｗｒの位置および外形形状を検出する（ステップＳ１０２）。

図３は、２台のカメラ４００ａ，４００ｂで撮影した画像から、対象物Ｗｒの位置および外形形状を検出する方法を示した説明図である。図３（ａ）には、カメラ４００ａで撮影した画像が示されている。また、図中に示した細い破線は、画像を構成する画素の区切りを表している。尚、実際の画像はもっと多くの画素から構成されているが、図示が煩雑となることを避けるため、画素の数を実際よりも少なく表示している。また、図中に示した太い破線は、画像の中央の位置を表している。

対象物Ｗｒを撮影する際のカメラ４００ａの位置や向きおよびレンズの焦点距離などを決めておけば、画像に写る範囲（撮影範囲）が決まる。従って、カメラ４００ａで撮影した画像中で、対象物Ｗｒが写った画素の位置を検出すれば、対象物Ｗｒが存在する水平方向（ＸＹ方向）の位置を検出することができる。図３（ｂ）に示したカメラ４００ｂによる画像についても全く同様にして、対象物Ｗｒの水平方向（ＸＹ方向）の位置を検出することができる。

一方、対象物Ｗｒの高さ方向（Ｚ方向）の位置は、２台のカメラ４００ａ，４００ｂの画像から、いわゆる三角測量の原理によって検出することができる。例えば、対象物Ｗｒの上面の左下隅のＡ点は、図３（ａ）に示した画像では太い破線で示した中央位置よりも少しだけ右側に写っている。一方、図３（ｂ）に示した画像では、画像の中央位置よりも大きく左側に偏った位置に写っている。これら画像の中央位置からの隔たりは、カメラ４００ａあるいはカメラ４００ｂから見てＡ点が存在する方向（角度）を示している。すなわち、カメラ４００ａの真正面にＡ点が存在すれば画像の中央位置にＡ点が写るはずであり、Ａ点の存在する方向がカメラ４００ａの真正面から偏るほど（角度が大きくなるほど）、画像の中央位置から隔たった位置にＡ点が写るはずである。従って、画像の中央位置からの隔たりによって、カメラ４００ａあるいはカメラ４００ｂの真正面方向からＡ点が存在する方向への角度を知ることができる。そして、カメラ４００ａとカメラ４００ｂとの間の距離は予め計測しておくことができるから、三角測量の原理によってＡ点の位置を検出することが可能となる。

図４は、２台のカメラ４００ａ，４００ｂの画像から、三角測量によって対象物Ｗｒの高さ方向の位置を検出する方法を示した説明図である。例えば、カメラ４００ａの真正面方向からＡ点が存在する方向への角度がθaであり、カメラ４００ｂの真正面方向からＡ点が存在する方向への角度がθｂであったとする。すると、カメラ４００ａとカメラ４００ｂとＡ点とを頂点とする三角形を考えることができる。そして、カメラ４００ａとカメラ４００ｂとの間の距離Ｄが分かれば、三角形の一辺の長さおよびその辺の両側の角度が決まるので、三角形が１つに決定される。その結果、Ａ点の座標を求めることができ、Ａ点が存在する高さＨを決定することができる。

このような操作を、対象物Ｗｒの全ての特徴点（例えば、上面の他の３つの角など）についても行えば、対象物Ｗｒの位置および外形形状を検出することができる。尚、以上の説明では、高さ方向（Ｚ方向）の位置についてだけ、三角測量の原理によって検出するものとして説明した。しかし、図４を用いて説明したように、三角測量を用いればＸＹＺ方向の座標を求めることができるので、水平方向の位置についても、三角測量によって検出しても良い。

また、ここでは２台のカメラ４００ａ，４００ｂを用いて対象物Ｗｒの画像を撮影するものとして説明した。しかし、１台のカメラ４００であっても、図４中でカメラ４００ａが存在する位置、およびカメラ４００ｂが存在する位置まで移動させて、対象物Ｗｒの画像を撮影すれば、上述した方法と全く同様にして、対象物Ｗｒの位置および外形形状を検出することができる。図２のステップＳ１０２では、このようにして対象物Ｗｒの位置および外形形状を検出する。

尚、以上では、２台のカメラ４００ａ，４００ｂの画像を用いて対象物Ｗｒの位置および外形形状を検出するものとして説明した。しかし、対象物Ｗｒが予め１つに決まっている場合には、その対象物Ｗｒの外形形状を予め記憶しておき、対象物Ｗｒの位置のみを検出するようにしてもよい。また、複数種類の対象物Ｗｒが存在する場合には、次のようにしても良い。先ず、それら対象物Ｗｒの外形形状を予め記憶しておく。そして、２台のカメラ４００ａ，４００ｂの画像から、対象物Ｗｒの大まかな大きさ（例えば高さや幅など）を検出して、予め記憶されている中から合致する外形形状を選択するようにしても良い。尚、２台のカメラ４００ａ，４００ｂの画像に基づいて対象物Ｗｒの位置（および外形形状）を検出する処理は、本体部３００の制御部３０２が実行する。従って、本実施例では制御部３０２が、本発明における「対象物検出手段」に対応する。

以上のようにして対象物Ｗｒの位置および外形形状を検出したら、今度は、対象物Ｗｒの把持位置の情報（すなわち、対象物Ｗｒの何処を把持するかに関する情報）を取得する（ステップＳ１０４）。本体部３００に内蔵された制御部３０２には、対象物Ｗｒの外形形状や、把持位置に関する情報がデータベースとして記憶されている。そして、カメラ４００ａ，４００ｂの画像から検出した外形形状に該当する対象物Ｗｒをデータベースの中から検索し、その対象物Ｗｒに記憶されている把持位置を読み出すことによって、把持位置の情報を取得する。

続いて、本実施例のロボット１０は、指部１０４の間隔と、掌部１０６の位置とを、把持準備状態に設定する（ステップＳ１０６）。ここで、把持準備状態とは、本実施例のロボット１０が対象物Ｗｒを把持する準備として設定するハンド部１００の状態であり、ハンド部１００が対象物Ｗｒを把持した時の指部１０４の間隔よりも、一定量だけ広い間隔に指部１０４の間隔を設定し、且つ、ハンド部１００が対象物Ｗｒを把持した時の掌部１０６の位置よりも、一定量だけ後退させた（指部１０４の先端から遠ざけた）位置に掌部１０６の位置を設定した状態である。

対象物Ｗｒの外形形状は既に検出されており（ステップＳ１０２）、対象物Ｗｒの把持位置も既に取得されている（ステップＳ１０４）。従って、対象物Ｗｒを把持した時の指部１０４の間隔Ｗや、指部１０４の先端からの掌部１０６の距離Ｌは容易に求めることができる。そこで、ハンド部１００の把持準備状態として、指部１０４の間隔については、対象物Ｗｒを把持する時の間隔Ｗよりも一定量ａだけ広い間隔Ｗ＋ａに設定し、掌部１０６の位置については、対象物Ｗｒを把持する時の指部１０４の先端からの距離Ｌよりも、一定量ｂだけ後退した位置Ｌ＋ｂに設定する。図５には、対象物Ｗｒに応じて設定されたハンド部１００の把持準備状態が例示されている。尚、対象物Ｗｒを把持した時の指部１０４の間隔Ｗや、指部１０４の先端からの掌部１０６の距離Ｌは、対象物Ｗｒに対するデータベースとして、制御部３０２に予め記憶しておくことができる。また、指部１０４の間隔に関するａの値、あるいは掌部１０６の位置に関するｂの値は、対象物Ｗｒに応じて異ならせることができる。たとえば、大きな対象物Ｗｒや、壊れやすい材質で形成された対象物Ｗｒに対しては、ａあるいはｂの値を大きな値に設定することができる。尚、ハンド部１００を把持準備状態とする動作は、本体部３００の制御部３０２が実行する。従って、本実施例では制御部３０２が、本発明における「ハンド部準備手段」に対応する。

ハンド部１００を把持準備状態に設定したら、対象物Ｗｒを把持する位置までハンド部１００を移動させる（ステップＳ１０８）。尚、ここでは、対象物Ｗｒを上方から把持するものとして、対象物Ｗｒの上方にハンド部１００を移動させる。図５に示したように、指部１０４は対象物Ｗｒを把持する間隔よりも広い間隔に設定されており、掌部１０６は対象物Ｗｒを把持する位置よりも後退した位置に設定されている。このため、対象物Ｗｒを把持する位置までハンド部１００を移動させても、ハンド部１００が対象物Ｗｒに衝突あるいは接触することはない。

続いて、掌部１０６の前進（指部１０４の先端方向に移動）を開始する（ステップＳ１１０）。そして、掌部１０６が対象物Ｗｒから受ける反力Ｆが所定値に達したか否かを判断する（ステップＳ１１２）。上述したようにハンド部１００を対象物Ｗｒの把持位置まで移動させた段階では、掌部１０６と対象物Ｗｒとの間には隙間が存在するので、掌部１０６を前進させても対象物Ｗｒから反力Ｆを受けることはない。しかし、掌部１０６を前進させているうちに、やがて掌部１０６が対象物Ｗｒに当接して、対象物Ｗｒからの反力Ｆを受けるようになる。そして、図１に示したように、ハンド部１００は力センサー１０８を介してアーム部２００に取り付けられているので、掌部１０６の受けた反力Ｆが力センサー１０８で検出される。ステップＳ１１２では、この反力Ｆが所定値に達したか否かを判断する。その結果、反力Ｆが所定値に達していなければ（ステップＳ１１２：ｎｏ）、そのまま掌部１０６の前進を継続する。これに対して、反力Ｆが所定値に達したら（ステップＳ１１２：ｙｅｓ）、掌部１０６の移動を停止する（ステップＳ１１４）。尚、反力Ｆが所定値に達するまで掌部１０６を前進させる動作が、本発明の「第１把持動作」に対応する。

次に、本実施例のロボット１０は、掌部１０６が受ける反力Ｆを所定値に保ったまま、ハンド部１００の基台１０２と、掌部１０６との位置関係を修正する（ステップＳ１１６）。これは次のような動作である。先ず、ハンド部１００の把持準備状態では、掌部１０６は、対象物Ｗｒを把持した時の掌部１０６の位置から、距離ｂだけ後退した位置（指部１０４の先端からの距離がＬ＋ｂの位置）に設定される。その後、対象物Ｗｒを把持する位置までハンド部１００を移動させて、掌部１０６を前進させる。従って、対象物Ｗｒの位置が誤差無く検出できていれば、掌部１０６が距離ｂだけ前進した時点で対象物Ｗｒに当接する筈である。

しかし、対象物Ｗｒの高さ方向Ｈは三角測量によって計算で求めているので、画素位置から直接求めた水平方向の位置に比べて大きな誤差を含んでいる。このため、実際には、掌部１０６が距離ｂだけ前進した時点で対象物Ｗｒに当接するわけではない。換言すれば、対象物Ｗｒを把持した時の掌部１０６は、指部１０４の先端から距離Ｌだけ下がった位置で対象物Ｗｒに当接しているべきであるが、実際には誤差の分だけ異なった位置で対象物Ｗｒに当接する。そこで、掌部１０６の位置が正しい位置となるように、ハンド部１００の基台１０２と掌部１０６との位置関係を修正するのである。

例えば、掌部１０６が前過ぎる位置（指部１０４の先端に近過ぎる位置）で対象物Ｗｒに当接している場合には、基台１０２をアーム部２００で対象物Ｗｒに押しつける方向に移動させながら、基台１０２の移動量だけ掌部１０６を後退させることによって、基台１０２と掌部１０６との位置関係（従って、指部１０４の先端と掌部１０６との距離）を修正する。実際には、アーム部２００で基台１０２を対象物Ｗｒに近付けながら、力センサー１０８で検出される反力Ｆが所定値となるように、掌部１０６の位置を後退させる。あるいは逆に、アーム部２００で基台１０２を対象物Ｗｒから遠ざけながら、力センサー１０８で検出される反力Ｆが所定値となるように、掌部１０６の位置を前進させる。

図６には、ハンド部１００が対象物Ｗｒを上方から把持する際に、ハンド部１００の基台１０２と掌部１０６との位置関係を修正する様子が示されている。先ず、ハンド部１００を対象物Ｗｒを把持する位置に移動させた状態では、図６（ａ）に示したように、掌部１０６の位置は指部１０４の先端からＬ＋ｂの位置にある。また、掌部１０６と対象物Ｗｒとの間にも隙間が存在している。この隙間は、対象物Ｗｒの位置が誤差無く検出されているのであれば、距離ｂとなる筈であるが、実際に距離ｂとなっているか否かは定かではない。

図６（ｂ）には、対象物Ｗｒから反力Ｆを受けるまで掌部１０６を前進させた状態が示されている。対象物Ｗｒの検出位置に誤差が含まれていた影響で、掌部１０６は指部１０４の先端から距離Ｌ_０の位置で対象物Ｗｒに当接している。そこで、距離Ｌ_０が本来の距離Ｌよりも小さい場合（すなわち、掌部１０６が前進しすぎている場合）は、基台１０２を対象物Ｗｒに近付けながら、掌部１０６を後退させることによって、掌部１０６が対象物Ｗｒから受ける反力Ｆを所定値に保ったまま、掌部１０６の位置を修正する。逆に、距離Ｌ_０が本来の距離Ｌよりも大きい場合（すなわち、掌部１０６が十分に前進していない場合）は、基台１０２を対象物Ｗｒから遠ざけながら、掌部１０６を前進させることによって、掌部１０６が対象物Ｗｒから受ける反力Ｆを所定値に保ったまま、掌部１０６の位置を修正する。こうすることによって、図６（ｃ）に示されるように、掌部１０６の位置を、指部１０４の先端からの距離がＬの正しい位置に修正することが可能となる。

このようにして掌部１０６の位置を修正した後（図２のステップＳ１１６）、指部１０４の間隔を狭めることによって、対象物Ｗｒの把持を完了する（ステップＳ１１８）。尚、指部１０４が対象物Ｗｒを把持したことは、次のような方法で検出することができる。例えば、指部１０４に図示しない力センサーを設けておき、力センサーの出力が適切な値となったら、把持が完了したと判断することができる。あるいは、基台１０２とアーム部２００とを接続する力センサー１０８の出力によって検出することもできる。すなわち、全ての指部１０４が同時に対象物Ｗｒに当接することは事実上、起こり得ない。必ず何れかの指部１０４が対象物Ｗｒに当接し、その後、更に指部１０４の間隔を狭めていくことによって、全ての指部１０４が対象物Ｗｒに当接する。従って、何れかの指部１０４が対象物Ｗｒに当接した時点で、力センサー１０８では水平方向の反力が検出され、その後、全ての指部１０４が対象物Ｗｒに当接すると、それまで検出されていた水平方向の反力が検出されなくなる。このことから、力センサー１０８で検出されていた水平方向の反力が検出されなくなった時点で、対象物Ｗｒの把持が完了したと判断することもできる。

尚、掌部１０６が対象物Ｗｒから受ける反力Ｆを所定値に保ったまま、指部１０４の間隔を狭めて対象物Ｗｒに当接させる動作が、本発明の「第２把持動作」に対応する。そして、上述した「第１把持動作」および「第２把持動作」は、本体部３００の制御部３０２が実行する。従って本実施例においては、制御部３０２が本発明における「把持手段」に対応する。

以上に説明したように、本実施例のロボット１０では、ハンド部１００で対象物Ｗｒを把持する際に、指部１０４の間隔が、実際に把持する際の間隔よりも広く設定され、掌部１０６の位置が、実際に把持する際の位置よりも指部１０４の先端から後退した位置に設定された状態（把持準備状態）にハンド部１００を設定し、その状態でハンド部１００を把持位置まで移動させている。このため、移動中にハンド部１００が対象物Ｗｒに衝突あるいは接触して、対象物Ｗｒを破損させたり、ハンド部１００のセンサー類（力センサー１０８など）を破損させたりするおそれがない。その結果、ハンド部１００を把持位置まで移動させる速度を上げても、重たいハンド部１００が高速で対象物Ｗｒに衝突あるいは接触して、対象物Ｗｒあるいはハンド部１００を損傷させるおそれが生じることがない。

加えて、移動後のハンド部１００が対象物Ｗｒの把持位置で多少振れても対象物Ｗｒに衝突あるいは接触することがないので、アーム部２００の剛性を低く設定することができる。その結果、アーム部２００の重量や回転慣性を抑えることが可能となり、ハンド部１００をより速い速度で移動させることが可能となる。

更に、掌部１０６を対象物Ｗｒに当接した後、ハンド部１００の基台１０２と掌部１０６との位置関係を修正してから、指部１０４の間隔を狭めて対象物Ｗｒを把持しているので、対象物Ｗｒの位置を精度良く検出することができなくても、常に理想的な位置で対象物Ｗｒを把持することが可能となる。

以上、本実施例のロボット１０について説明したが、本発明は上記の実施例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能である。

１０…ロボット、２０…ロボット、１００…動作部、
１０２…基台、１０４…指部、１０６…掌部、
１０６ｓ…シャフト、２００…アーム部、２０２…関節、
３００…本体部、３０２…制御部、４００…カメラ

Claims

互いの間隔を変更可能に設けられた複数本の指部と、前記複数本の指部の間に設けられて前記指部の先端方向に向かって移動可能な掌部とを備えたハンド部を用いて対象物を把持するロボットであって、
複数の位置から前記対象物を撮影する撮影手段と、
前記対象物を撮影した画像に基づいて前記対象物の位置を検出する対象物検出手段と、
前記指部の間隔が、前記対象物を把持する間隔よりも広く、且つ前記掌部の位置が、前記対象物を把持する位置よりも前記指部の先端側から後退した位置に設定された把持準備状態に、前記ハンド部を設定するハンド部準備手段と、
前記ハンド部の状態を、前記指部の間隔が前記対象物を把持する間隔よりも広く、且つ前記掌部の位置が前記対象物を把持する位置よりも前記指部の先端側から後退した位置にある把持準備状態とするハンド部準備手段と、
前記把持準備状態の前記ハンド部を前記対象物の位置に移動するハンド部移動手段と、
前記掌部を前記把持準備状態から前記指部の先端方向に移動させて前記対象物に当接させる第１把持動作と、前記掌部を前記対象物に当接させた状態で、前記複数本の指部の間隔を狭めて前記複数本の指部を前記対象物に当接させる第２把持動作とを行うことによって、前記対象物を把持する把持手段と
を備えることを特徴とするロボット。
請求項１に記載のロボットであって、
前記把持手段は、前記第１把持動作を行って前記掌部を前記対象物に当接させたまま、前記指部の先端に対する前記掌部の位置が所定位置となるように前記ハンド部の位置を修正して、前記第２把持動作を行うことを特徴とするロボット。