JP2019051575A - 把持装置、及び搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】物品の形状や物品の姿勢によらず、物品を把持することが可能となる把持装置、及び把持装置を有する搬送装置を提供すること。【解決手段】 実施形態によれば、搬送装置は、物品検出装置と、掌部を有する基部、吸着部、指、及び駆動機構を具備した把持装置と、負圧供給装置と、移動装置と、前記物品検出装置の検出結果に基づいて、前記物品の形状、姿勢、及び大きさを検出する認識装置と、前記認識装置の検出結果に基づいて、前記吸着部による前記物品の吸着面を決定し、前記把持装置により前記物品の把持が可能となる、前記把持装置の位置及び姿勢、並びに、前記指の姿勢を含む把持姿勢を計画する動作計画生成装置と、前記動作計画生成装置により計画された把持姿勢とするべく、前記把持装置の動作及び前記移動装置の動作を制御する制御装置と、を備える。【選択図】 図１

Description

本発明の実施形態は、物品を把持する把持装置、及び把持装置を有する搬送装置に関する。

物流倉庫等では、商品等の物品を棚や搬送用のコンベア等の目的場所に移動する搬送装置が用いられる場合がある。搬送装置としては、人の手を模した多指ハンドや吸着機構を有する吸着ハンドにより物品を把持する把持装置、及び、把持装置を移動するロボットアーム等の移動装置を有する搬送装置が知られている。

特許第４７０８４６４号

本発明が解決しようとする課題は、物品の形状や物品の姿勢によらず、物品を把持することが可能となる把持装置、及び把持装置を有する搬送装置を提供することを目的とする。

実施形態によれば、搬送装置は、物品を検出する物品検出装置と、掌部を有する基部、前記掌部に設けられた吸着部、前記掌部を挟んで両側に少なくとも１ずつ設けられ、少なくとも１つの関節を有して互いに近づく方向及び離間する方向に変位可能な指、及び前記指を駆動する駆動機構を具備した把持装置と、前記吸着部に負圧を供給する負圧供給装置と、前記把持装置を移動する移動装置と、前記物品検出装置の検出結果に基づいて、前記物品の形状、姿勢、及び大きさを検出する認識装置と、前記認識装置の検出結果に基づいて、前記吸着部による前記物品の吸着面を決定し、前記把持装置により前記物品の把持が可能となる、前記把持装置の位置、前記把持装置の姿勢、及び、前記指の姿勢を含む把持姿勢を計画する動作計画生成装置と、前記動作計画生成装置により計画された把持姿勢とするべく、前記把持装置の動作及び前記移動装置の動作を制御する制御装置と、を備える。

図１は、一実施形態に係る搬送装置を示す斜視図である。 図２は、同実施形態の搬送装置を示す斜視図である。 図３は、同実施形態の搬送装置に用いられる把持装置を示す斜視図である。 図４は、同実施形態の搬送装置の構成を示すブロック図である。 図５は、同実施形態の搬送装置に用いられる把持装置を示す正面図である。 図６は、物品を示す斜視図である。 図７は、別の物品を示す斜視図である。 図８は、別の物品を示す斜視図である。 図９は、別の物品を示す斜視図である。 図１０は、別の物品を示す斜視図である。 図１１は、別の物品を示す斜視図である。 図１２は、同実施形態の把持装置が第１の把持モードでの把持姿勢にある状態を示す斜視図である。 図１３は、同実施形態の把持装置が第１の把持モードでの把持姿勢で別の物品を把持している状態を示す斜視図である。 図１４は、同実施形態の把持装置が第１の把持モードでの把持姿勢で別の物品を把持している状態を示す斜視図である。 図１５は、同実施形態の把持装置が第２の把持モードでの把持姿勢で物品を把持している状態を示す斜視図である。 図１６は、同実施形態の把持装置が第２の把持モードでの把持姿勢で別の物品を把持している状態を示す斜視図である。 図１７は、同実施形態の把持装置が第３の把持モードでの把持姿勢で物品を把持している状態を示す斜視図である。 図１８は、同実施形態の把持装置が第３の把持モードでの把持姿勢で別の物品を把持している状態を示す斜視図である。 図１９は、同実施形態の把持装置が第３の把持モードでの把持姿勢で別の物品を把持している状態を示す斜視図である。 図２０は、同実施形態の搬送装置の動作を示すフローチャートである。 図２１は、同実施形態の搬送装置の動作の要部を示すフローチャートである。 図２２は、同実施形態の搬送装置が第１の制御モードで物品を把持する動作を示す斜視図である。 図２３は、同実施形態の搬送装置が第１の制御モードで物品を把持する動作を示す斜視図である。 図２４は、同実施形態の搬送装置が第１の制御モードで物品を把持する動作を示す斜視図である。 図２５は、同実施形態の搬送装置が、第１の制御モードで物品を把持する動作を示す斜視図である。 図２６は、同実施形態の搬送装置の動作の要部を示すフローチャートである。 図２７は、同実施形態の搬送装置の第２の制御モードの動作を示す斜視図である。 図２８は、同実施形態の搬送装置の第２の制御モードの動作を示す斜視図である。 図２９は、同実施形態の把持装置が第４の把持モードでの把持姿勢で別の物品を把持している状態を示す斜視図である。

一実施形態に係る搬送装置１０を、図１乃至図２９を用いて説明する。
図１は、搬送装置１０を示す斜視図である。図２は、搬送装置１０を示す斜視図である。図２は、搬送装置１０を、図１とは異なる角度から見た状態を示している。図３は、搬送装置１０に用いられる把持装置３０を示す斜視図である。図４は、搬送装置１０の構成を示すブロック図である。

図５は、把持装置３０を示す正面図である。図６は、物品５ａを示す斜視図である。図７は、別の物品５ｂを示す斜視図である。図８は、別の物品５ｂを示す斜視図である。図９は、別の物品５ｃを示す斜視図である。図１０は、別の物品５ｃを示す斜視図である。図１１は、別の物品５ｄを示す斜視図である。

図１２は、把持装置３０が物品５を把持して第１の把持モードＹ１での把持姿勢で物品５ａを把持している状態を示す斜視図である。図１３は、把持装置３０が第１の把持モードＹ１での把持姿勢で別の物品５ｃを把持している状態を示す斜視図である。図１４は、把持装置３０が第１の把持モードＹ１での把持姿勢で別の物品５ｄを把持している状態を示す斜視図である。

図１５は、把持装置３０が第２の把持モードＹ２での把持姿勢で物品５を把持している状態を示す斜視図である。図１６は、把持装置３０が第２の把持モードＹ２での把持姿勢で別の物品５ｄを把持している状態を示す斜視図である。図１７は、把持装置３０が第３の把持モードＹ３での把持姿勢で物品５ａを把持している状態を示す斜視図である。図１８は、把持装置３０が第３の把持モードＹ３での把持姿勢で別の物品５ｂを把持している状態を示す斜視図である。図１９は、把持装置３０が第３の把持モードＹ３での把持姿勢で別の物品５ｃを把持している状態を示す斜視図である。図２９は、把持装置３０が第４の把持モードＹ４での把持姿勢で別の物品５ｄを把持している状態を示す斜視図である。

搬送装置１０は、例えば物流倉庫に設けられている。搬送装置１０は、上端が開口した容器６内に収容された物品５を、ベルトコンベア等の目的場所に搬送可能に構成されている。

図１及び図２に示すように、搬送装置１０は、容器６内の物品５を検出可能な物品検出装置２０、物品５を把持可能な把持装置３０、把持装置３０を容器６及び目的場所の間で移動可能な移動装置６０、物品検出装置２０の検出結果に基づいて物品５の形状、大きさ、姿勢、及び位置を検出可能な認識装置７０、認識装置７０の検出結果に基づいて把持装置３０及び移動装置６０の動作計画を生成する動作計画生成装置８０、及び、動作計画生成装置８０により生成された動作計画に基づいて移動装置６０の動作を制御するコントローラ９０を有している。

物品検出装置２０は、容器６内の物品５を検出可能に構成されている。物品検出装置２０は、一例として、３Ｄカメラである。物品検出装置２０は、容器６の開口６ａを通して容器６内を撮影可能に構成されている。

物品検出装置２０は、物流倉庫の、容器６が設置される設置場所の上方に、固定されている。物品検出装置２０は、例えば、柱部材等により、移動装置６０が設置される床に固定されてもよい。または、物品検出装置２０は、把持装置３０に取り付けられてもよい。または、物品検出装置２０は、移動装置６０に取り付けられてもよい。

物品検出装置２０は、１台の３Ｄカメラから構成されることに限定されない。物品検出装置２０は、複数台の３Ｄカメラから構成されてもよい。物品検出装置２０が複数の３Ｄカメラから構成される場合は、各３Ｄカメラが、容器６内を複数に分けた領域を撮影可能に構成され、全ての３Ｄカメラにより、容器６内を撮影可能とする。

図３に示すように、把持装置３０は、基部３１、吸着部４１により物品５を吸着可能な吸着機構４０、及び、物品５を複数の指により挟持可能な挟持機構５０を有している。
基部３１は、挟持機構５０の指が連結されている。基部３１は、吸着部４１が設けられた掌部３２を有している。掌部３２は、一例として、正面視で長方形状に形成されている。掌部３２の表面３３は、吸着部４１により吸着された物品５が接触する。表面３３は、吸着部４１により吸着された物品５の姿勢を安定させる為に、本実施形態では一例として平面に形成されている。なお、表面３３は、平面であることに限定されない。表面３３は、吸着部４１により吸着された物品５を安定して支持可能に形成されればよい。

吸着機構４０は、基部３１の掌部３２に設けられた吸着部４１、及び、吸着部４１に負圧を作用させる負圧供給装置４２（図１に示す）を有している。
吸着部４１は、一例として、掌部３２の中央に１つ設けられている。吸着部４１は、その軸方向に伸縮可能な筒状に形成されている。吸着部４１は、例えば、その先端面が掌部３２の表面３３と面一、または略面一となるまで、吸着部４１の軸方向に縮むことが可能である。さらに、吸着部４１は、縮んだから元の状態に戻ることが可能である。なお、吸着部４１は、一例として、弾性部材から、蛇腹の円筒状に形成されている。

吸着部４１は、例えば、掌部３２の中心に対して、掌部３２の短手方向にずれた位置に配置されている。なお、吸着部４１の基部３１に対する位置、及び、吸着部４１の数は、限定されるものではない。

負圧供給装置４２は、図４に示すように、コンプレッサ４３、バルブ４４、真空発生器４５、及び、圧力センサ４６を有している。コンプレッサ４３は、配管４７を介して吸着部４１に連結されている。コンプレッサ４３からの圧縮空気は、配管４７を通して吸着部４１に供給される。

バルブ４４は、コンプレッサ４３を吸着部４１に接続する配管４７に設けられており、この配管４７を開く状態、及びこの配管４７を気密に閉じる状態を切換可能に構成されている。配管４７を開く状態とは、コンプレッサ４３により生成された圧縮空気を吸着部４１に供給可能な状態である。配管４７を気密に閉じる状態とは、コンプレッサ４３及び吸着部４１の間を気密に分離する状態であり、コンプレッサ４３による圧縮空気が吸着部４１に供給不可能な状態である。

真空発生器４５は、ポンプである。真空発生器４５は、例えば配管４７により、吸着部４１に接続されている。具体的には、真空発生器４５は、配管４７においてバルブ４４及び吸着部４１の間の部分に接続されている。真空発生器４５は、配管４７を通して負圧を吸着部４１に作用可能に構成されている。

配管４７は、一例として、移動装置６０となるロボットアーム内、及び、基部３１内に配置されている。なお、配管４７は、移動装置６０内及び基部３１内に配置されることに限定されない。他の例では、配管４７は、移動装置６０及び基部３１の外に配置されてもよい。配管４７は、移動装置６０の動作、及び吸着機構４０の動作を阻害しないように配置されることが好ましい。

圧力センサ４６は、吸着部４１内の圧力を検出可能に構成されている。圧力センサ４６は、本実施形態では一例として、配管４７のバルブ４４及び吸着部４１の間の部分に設けられており、配管４７内の圧力を検出することにより、吸着部４１内の圧力を検出する。

挟持機構５０は、図３乃至図５に示すように、基部３１に支持された複数の指を有する多指ハンドである。複数の指は、互いに近づく方向及び離れる方向に移動することにより物品５を挟持可能な２つの指の組み合わせを少なくとも１つ有する。本実施形態では、挟持機構５０は、複数の指として、第１の指５１、第２の指５２、及び第３の指５３を有している。

第１の指５１及び第２の指５２は、掌部３２において吸着部４１を挟んだ両側に配置されている。第３の指５３は、第２の指５２の側方に配置されている。第１の指５１及び第２の指５２により、物品５を挟持可能な２つの指の組み合わせが構成される。同様に、第１の指５１及び第３の指５３により、物品５を挟持可能な２つの指の組み合わせが構成される。このように、挟持機構５０は、一例として、物品５を挟持可能な２つの指の組み合わせを、２つ有する。

第１の指５１、第２の指５２、及び第３の指５３は、同様の構成を有する。この為、第１の指５１を代表して説明する。第２の指５２の構成及び第３の指５３の構成は、第１の指５１の構成に付した符号と同一の符号を付して説明を省略する。

第１の指５１は、指本体５４、指本体５４を駆動する駆動機構５５（図４に示す）、及びトルクセンサ５６を有している。
指本体５４は、複数の節から構成され、これら節が相対的に回動可能に連結されている。本実施形態では、指本体５４は、基部３１に固定された第１の指構成部５４ａ、第１の指構成部５４ａに回動可能に連結された第２の指構成部５４ｂ、第２の指構成部５４ｂの端部に回動可能に連結された第３の指構成部５４ｃを有している。

第１の指構成部５４ａは、基部３１に固定されており、一例として掌部３２の長手方向に沿うに一方の縁３４の長手方向中央に対向する位置に配置されている。第１の指構成部５４ａは、基部３１と一体に形成されてもよい。

第２の指構成部５４ｂは、一例として、一方向に長い形状に形成されている。第２の指構成部５４ｂの一端部は、第１の指構成部５４ａに回動可能に連結されている。すなわち、第２の指構成部５４ｂ及び第１の指構成部５４ａにより、第１の指構成部５４ａに対して第２の指構成部５４ｂを回動可能とする第１の関節５７ａが構成されている。第２の指構成部５４ｂの回動中心線Ｃ１は、一例として、掌部３２の長手方向に平行に設置されている。

第３の指構成部５４ｃは、一例として、一方向に長い形状に形成されている。第３の指構成部５４ｃの一端部は、第２の指構成部５４ｂの他端部に、回動可能に連結されている。すなわち、第３の指構成部５４ｃ及び第２の指構成部５４ｂにより、第２の指構成部５４ｂに対して第３の指構成部５４ｃを回動可能とする第２の関節５７ｂが構成されている。第３の指構成部５４ｃの回動中心線Ｃ２は、第２の指構成部５４ｂの回動中心線Ｃ１と平行である。

このように構成された指本体５４は、第２の指構成部５４ｂ及び第３の指構成部５４ｃが、それぞれの長手方向を掌部３２の表面３３と平行または略平行とする開いた状態、並びに、第２の指構成部５４ｂ及び第３の指構成部５４ｃが吸着部４１側に屈曲した状態、すなわち指本体５４が吸着部４１側に傾倒した閉じた状態との間で、変位可能となる。

駆動機構５５は、駆動力を発生する駆動部５５ａ、駆動部５５ａの駆動力を指本体５４に伝達する駆動力伝達機構５５ｂを有している。駆動部５５ａは、一例としてサーボモータである。駆動部５５ａは、エンコーダを有している。駆動部５５ａは、自身のエンコーダによって、回転量および回転速度を検出可能に構成されている。

駆動力伝達機構５５ｂは、駆動部５５ａからの駆動力を指本体５４に伝達可能に構成されている。本実施形態では、第１の指５１は、１つの駆動部５５ａにより、第２の指構成部５４ｂの回動、及び第３の指構成部５４ｃの回動がなされる、劣駆動システムである。この為、駆動力伝達機構５５ｂは、駆動部５５ａからの駆動力によって、第１の関節５７ａにより第２の指構成部５４ｂが回動しかつ第２の関節５７ｂにより第３の指構成部５４ｃが回動可能となるように、第２の指構成部５４ｂ及び第３の指構成部５４ｃに動力を伝達可能に構成されている。本実施形態では、第３の指構成部５４ｃが、劣駆動される。

駆動力伝達機構５５ｂは、例えば、ベルトとプーリ、ワイヤとプーリ、または、歯車による減速構造のいずれか、または、組み合わせにより、構成される。さらに、駆動力伝達機構５５ｂは、第２の指構成部５４ｂへの動力伝達経路中にのみ、摩擦クラッチが設けられている。

第２の指構成部５４ｂが物品５に接触して第２の指構成部５４ｂの吸着部４１側への回転が規制されると、駆動部５５ａからの駆動負荷によって、摩擦クラッチが滑る。摩擦クラッチが滑ることにより、駆動部５５ａからの駆動力が第３の指構成部５４ｃにのみ伝達されるので、第３の指構成部５４ｃのみ駆動される。このように、摩擦クラッチの作用により、第１の指５１、第２の指５２、及び、第３の指５３は、それぞれ、第２の指構成部５４ｂ、及び第３の指構成部５４ｃが、物品５の形状にならって変位できるので、物品５を安定して把持可能となる。

トルクセンサ５６は、先端に配置された節、すなわち本実施形態では第３の指構成部５４ｃに作用するトルクを検出可能に構成されている。トルクセンサ５６は、駆動部５５ａの電流値に基づいて、第３の指構成部５４ｃに作用するトルクを検出してもよい。なお、トルクセンサ５６による、トルクのセンシング方法は限定されるものではない。

また、挟持機構５０は、第２の指５２を、掌部３２の外縁に沿って、図５に実線で示す初期位置Ｐ０から、図５に２点鎖線で示す、第１の指５１の側方の第１の位置Ｐ１まで移動可能に支持する第２の指支持機構５８を有している。第２の指５２の初期位置Ｐ０は、掌部３２を挟んで第１の指５１と反対側の位置である。
また、挟持機構５０は、第３の指５３を、掌部３２の外縁に沿って、図５に実線で示す初期位置Ｐ０から、図５に２点鎖線で示す、第１の指５１の側方の第１の位置Ｐ１まで移動可能に支持する第３の指支持機構５９を有している。第３の指５３の初期位置Ｐ０は、掌部３２を挟んで第１の指５１と反対側の位置であり、初期位置Ｐ０にある第２の指５２の側方の位置である。第２の指５２及び第３の指５３は、支持機構５８，５９により、基部３１に連結されている。

第２の指支持機構５８は、第２の指５２を、基部３１に対して回動することにより、初期位置Ｐ０及び第１の位置Ｐ１の間で移動可能に構成されている。第２の指支持機構５８は、第２の指５２を回動可能に基部３１に支持する回動軸５８ａ、及び駆動部５８ｂを有している。駆動部５８ｂは、本実施形態では一例としてサーボモータである。駆動部５８ｂは、直接、またはギヤなどを介して間接的に回動軸５８ａに連結されている。また、第２の指支持機構５８は、第２の指５２を、初期位置Ｐ０、第１の位置Ｐ１、掌部３２の短辺に配置される第２の位置Ｐ２、及び、第３の位置Ｐ３で固定可能に構成されている。第３の位置Ｐ３は、初期位置Ｐ０及び第２の位置Ｐ２の間のいずれかの位置である。本実施形態では、第３の位置Ｐ３は、一例として、第１の指５１に対して、掌部３２の中心回りに１２０度離間した位置である。なお、第２の指支持機構５８の構造は、上述の構造に限定されるものではない。第２の指支持機構５８は、第２の指５２を、初期位置Ｐ０から、第３の位置Ｐ３、第２の位置Ｐ２、及び第１の位置Ｐ１に移動可能であり、かつ、初期位置Ｐ０、第１の位置Ｐ１、第２の位置Ｐ２、第３の位置Ｐ３に固定可能であればよい。

第３の指支持機構５９は、第３の指５３を、基部３１に対して回動することにより、初期位置Ｐ０及び第１の位置Ｐ１の間で移動可能に構成されている。第３の指支持機構５９は、第３の指５３を回動可能に基部３１に支持する回動軸５９ａ、及び駆動部５９ｂを有している。駆動部５９ｂは、本実施形態では一例としてサーボモータである。駆動部５９ｂは、直接、またはギヤなどを介して間接的に回動軸５９ａに連結されている。また、第３の指支持機構５９は、第３の指５３を、初期位置Ｐ０、第１の位置Ｐ１、掌部３２の短辺に配置される第２の位置Ｐ２、及び第３の位置Ｐ３で固定可能に構成されている。第３の位置Ｐ３は、初期位置Ｐ０及び第２の位置Ｐ２の間のいずれかの位置である。本実施形態では、第３の位置Ｐ３は、一例として、第１の指５１に対して、掌部３２の中心回り１２０度離間した位置である。なお、第３の指支持機構５９の構造は、上述の構造に限定されるものではない。第３の指支持機構５９は、第３の指５３を、初期位置Ｐ０から、第２の位置Ｐ２、及び第１の位置Ｐ１に移動可能であり、かつ、初期位置Ｐ０、第１の位置Ｐ１、第２の位置Ｐ２、第３の位置Ｐ３に固定可能であればよい。

なお、第２の指５２及び第３の指５３は、それぞれ、位置Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３以外の位置で固定されてもよい。位置Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３以外の位置で固定され、その固定位置においても、駆動可能である。第３の位置Ｐ３は、第１の指５１、第２の指５２、及び第３の指５３が、周方向に等間隔離間して配置される位置であればよい。本実施形態では、指５１，５２，５３は、掌部３２の中心回りに等間隔離間して配置されている。

このように構成された挟持機構５０は、指５１，５２，５３の配置の配置モードとして、第１の配置モードＶ１、及び第２の配置モードＶ２、第３の配置モードＶ３、及び第４の配置モードＶ４のいずれかの状態で動作可能となる。
第１の配置モードＶ１は、第２の指５２及び第３の指５３が初期位置Ｐ０にある状態である。第１の配置モードでは、第１の指５１及び第２の指５２の間、並びに、第１の指５１及び第３の指５３の間で、物品５を挟持可能である。第１の配置モードＶ１にある挟持機構５０の最大挟持幅Ｗ１は、第１の指５１、第２の指５２、及び第３の指５３が、それぞれ、第２の指構成部５４ｂの長手方向が掌部３２の表面３３と平行となり、かつ、第３の指構成部５４ｃが第２の指構成部５４ｂに対して直交する姿勢での、第２の指構成部５４ｂどうし間の長さである。なお、最大挟持幅Ｗ１は、挟持機構５０により把持できる物品５の最大幅である。

第２の配置モードＶ２は、第２の指５２及び第３の指５３が第１の位置Ｐ１にある状態である。第２の配置モードＶ２では、第２の指５２及び第３の指５３のそれぞれの回動中心線Ｃ１は、第１の指５１の回動中心線Ｃ１と同軸となる。また、第２の配置モードＶ２では、第２の指５２及び第３の指５３のそれぞれの回動中心線Ｃ２は、第１の指５１の回動中心線Ｃ２と同軸となる。

第３の配置モードＶ３は、第２の指５２及び第３の指５３が第２の位置Ｐ２にある状態である。第３の配置モードＶ３では、第２の指５２及び第３の指５３は、掌部３２の長手方向に対向する。第３の配置モードＶ３にある挟持機構５０の最大挟持幅Ｗ２は、第２の指５２及び第３の指５３が、それぞれ、第１の指構成部５４ａの長手方向が掌部３２の表面３３と平行となり、かつ、第２の指構成部５４ｂが第１の指構成部５４ａに対して直交する姿勢での、第２の指５２の及び第３の指５３の第２の指構成部５４ｂ間の長さである。最大挟持幅Ｗ２は、最大挟持幅Ｗ１より長い。
第４の配置モードＶ４は、第２の指５２及び第３の指５３が第３の位置Ｐ３にある状態である。第４の配置モードでは、指５１，５２，５３は、１２０度離間して配置されている。

移動装置６０は、図１に示すように、一例として、６軸のロボットアームである。移動装置６０は、その先端に、把持装置３０が固定されている。すなわち、移動装置６０は、最先端に位置するリンクに、把持装置３０が固定されている。移動装置６０は、本実施形態では、把持装置３０を移動可能であるとともに、把持装置３０を、吸着部４１の中心線の延びる方向を様々な方向に平行となる姿勢に変位することが可能に構成されている。

認識装置７０は、物品検出装置２０が撮影した画像データに基づいて、物品５の形状、姿勢、大きさ及び位置を検出可能に構成されている。認識装置７０は、具体的には、機能１、機能２、及び機能３を有する。
機能１は、物品検出装置２０から送信された画像データに基づいて、容器６内に複数の物品５がある場合には、それぞれを区別して、１つずつ検出する機能である。すなわち、機能１は、容器６内に例えば４つの物品５がある場合には、４つの物品５があることを検出する機能である。機能１は、本実施形態では、物品検出装置２０から送信された画像データを画像処理し、容器６内の複数の物品５を１つずつに分離し、１つずつ検出する機能である。なお、本実施形態では、容器６内で周囲を別の物品５により囲まれることにより物品検出装置２０により撮影されなかった物品５は、認識されない。

機能２は、容器６内の複数の物品５から、予め設定された条件に従って、１つの物品５を選択する機能である。機能２で選択される物品５は、搬送装置１０により次に搬送されるターゲットとなる物品である。機能２は、本実施形態では、一例として、複数の物品５の中から、搬送しやすい物品５を選択する機能である。

機能２では、搬送しやすい物品５として、予め設定された条件を満たす物品５を選択する。予め設定された条件は、一例として、容器６内から移動しやすい位置にあることである。容器６から取り出しやすいことを示す条件は、認識装置７０に予め記憶されている。

容器６内から取り出しやすいことを示す条件としては、例えば、容器６の中央に配置されていることである。容器６の中央に配置されることにより、把持装置３０により物品５を把持しやすいためである。または、容器６内で最も高い位置に配置されていることである。認識装置７０は、上述の機能２を達成する為に、容器６内での物品５の位置を検出し、かつ、上述の条件を満たす物品５を選択する。なお、条件を複数設定し、より多くの条件を満たす物品５を選択してもよい。なお、搬送しやすい物品５を選択する際に用いられる条件は、上述に限定されない。予め設定された条件は、容器６内から取り出しやすいこと、以外であってもよい。また、機能２により選択する物品は、搬送しやすい条件を満たす物品以外の物品であってもよい。

機能３は、機能２により選択された物品５の、形状、姿勢、大きさ、及び位置を検出する機能である。機能３は、具体的には、物品検出装置２０により撮影された画像データを画像処理して、機能２により選択された物品５の形状、姿勢、大きさ、及び位置を検出する機能である。

なお、機能２を達成する為に検出した情報として、物品５の形状、姿勢、大きさ、及び位置のいずれかを検出している場合は、その検出している情報については機能３で改めて検出することはせず、機能２で検出された情報を利用してもよい。

物品５の形状は、一例として、図６に示すように、外観が四角柱状（直方体及び立方体を含む）である形状がある。四角柱である物品に符号５ａを付す。また、物品５の形状は、図７及び図８に示すように、外観が円柱状となる形状がある。なお、外観が円柱状となる物品は符号５ｂを付す。また、物品５の形状は、図９及び図１０に示すように、外観が三角柱状となる形状がある。なお、外観が三角柱となる物品は、符号５ｃを付す。

また、物品５の形状は、図１１に示すように、外観が板状である形状がある。なお、外観が板状である物品は、符号５ｄを付す。板状と判断する条件は、厚みが、予め設定された閾値よりも小さい場合である。すなわち、認識装置７０は、物品５ｄの厚みが、予め設定された閾値よりも小さい場合は、物品５ｄの形状を板状と判断する。なお、物品５の形状は、上述の図６乃至図１１に示された形状以外にもある。例えば、５角柱等、５角以上となる角形となる端面を有する柱形状である。

本実施形態では、認識装置７０には、予め、物品５の形状の情報が記憶されている。記憶されている情報は、一例として、四角柱状、三角柱状、円柱状、板形状を示す情報である。機能３の一部は、認識装置７０に予め記憶された、上述の様々な形状を示す情報と、画像処理により得られた物品５の形状の情報とに基づいて、物品５の形状を判別する機能である。なお、物品５は、四角柱状、三角柱状、円柱状、板形状ではない場合もある。認識装置７０は、物品５が、四角柱状、三角柱状、板形状のいずれでもない場合は、物品５を、四角柱、三角柱、板形状のうち最も近い形状に分類する。

物品５の姿勢としては、図６乃至図１１に示したように、上面７が平面である姿勢、及び上面が平面ではない姿勢がある。すなわち、物品５ｂのように、形状が円柱である場合、図７に示すように上面７が平面である姿勢、及び図８に示すように、軸線が例えば水平方向に平行となり、上面７が曲面となる姿勢がある。

また、物品５ｃのように形状が三角柱である場合、図９に示すように上面７が１つの面で構成される姿勢、及び、図１０に示すように２つの面８により構成される姿勢がある。なお、ここで言う面８は、四角形の面である。機能３の一部は、物品５の姿勢を検出し、かつ、物品５の上面を特定する機能である。
姿勢の検出方法としては、例えば、オイラー角を用いた検出方法がある。または、物品検出装置２０により検出された画像データから、物品５の姿勢を検出してもよい。または、本実施形態では、物品検出装置２０は一例として３Ｄカメラであるので、物品検出装置２０から得られた点群データから、物品５の姿勢を検出してもよい。物品５の上面の特定する方法としては、物品の各面のうち、直交ベクトルが鉛直下方向に平行なベクトルとなる面を上面と判定する。または、直交ベクトルが、鉛直下方向に最も近くなる面を上面と判定する。なお、この上面判定方法は、一例であり、これに限定されるものではない。

物品５の大きさは、本実施形態では、物品５の形状及び姿勢に基づいて決定される特定の部位の大きさである。機能３の一部は、物品５の形状及び姿勢に基づいて決定される特定の部位の大きさを検出する機能である。
特定の部位について説明する。本実施形態では、把持装置３０は、容器６内に配置されている物品５に対して上方に移動し、上方に位置した状態から把持動作が可能であれば物品５の上部を挟持機構５０により挟持する。この為、特定の部位は、物品５の、容器６内に配置された状態での上部となる。この、機能３の一部について、認識装置７０の動作を含めて説明する。機能３は、図６に示すように四角柱である物品５に対しては、上面７の長辺の長さ８ａ及び短辺の長さ８ｂ、並びに、物品５の高さＨを検出する機能である。

また、機能３は、図７に示すように円柱であり上面が平面となる姿勢の物品５ｂに対しては、上面７の直径Ｄ、及び、物品５ｂの高さＨを検出する機能である。また、機能３は、図８に示すように、円柱であり、上面７が曲面となる姿勢の物品５ｂに対して、端面９の直径Ｄ、及び軸方向の長さＬを検出する機能である。

また、機能３は、図９に示すように、三角柱であり上面７が平面となる姿勢の物品５ｃに対して、上面７の三辺のそれぞれの長さ９ａ、９ｂ、９ｃ、及び、物品５ｃの高さＨを検出する機能である。また、機能３は、図１０に示すように、三角柱であり上面７が２つの面８から構成される姿勢の物品５ｃに対しては、軸方向の長さＬ、及び、両面８の四辺のそれぞれの長さを検出する。また、機能３は、図１１に示すように、板状である物品５ｄに対しては、上面７の長辺の長さを検出する機能である。
なお、機能３は、本実施形態では、物品５を、四角柱状、三角柱状、円柱状、矩形の板形状のいずれかに分類し、形状及び大きさに応じて挟持機構５０により挟持する部位を予め特定している為、上述の部分を特定の部分として大きさを検出している。この為、機能３により特定の部位のみの大きさを検出することは一例であり、これに限定されない。機能３は、物品５の特定の部位だけでなく、全ての大きさを検出してもよい。

物品５の位置については、本実施形態では機能２により検出される。この為、物品５の位置については機能２により検出された位置の情報を利用する。

動作計画生成装置８０は、認識装置７０の検出結果に基づいて、吸着面を決定し、把持モードを決定し、物品５において吸着部４１が吸着する被吸着部４を決定し、かつ、把持装置３０の把持姿勢、把持装置３０の把持準備姿勢、把持計画、及び、移動装置６０の軌道計画を生成する。なお、ここで言う吸着面は、物品５の容器６内で配置されている状態に基づく。すなわち、把持装置３０により把持され、把持装置３０が把持姿勢になった状態の物品５の姿勢に基づくものではない。この為、例えば吸着面を上面とした場合であっても、把持姿勢においては側面となる場合がある。

［吸着面決定の説明、把持モードの説明、及び被吸着部の説明］
把持モードは、第１の把持モードＹ１、第２の把持モードＹ２、及び、第３の把持モードＹ３がある。
第１の把持モードＹ１は、図１２，１３，１４に示すように、第１の配置モードＶ１、第３の配置モードＶ３、または、第４の配置モードＶ４にある挟持機構５０により、物品５を、吸着面に対して側面となる面で挟持する把持モードである。
第２の把持モードＹ２は、図１５，１６に示すように、第１の配置モードＶ１にある挟持機構５０の指５２，５３により物品５の下端を支持し、かつ、第１の指５１により吸着面を支持する把持モードである。
第３の把持モードＹ３は、図１７に示すように、第２の配置モードＶ２にある挟持機構５０により、物品５の下端を支持する把持モードである。

被吸着部４は、把持装置３０が選択された把持モードにあるときに吸着部４１により吸着可能となる部分を被吸着部４とする。すなわち、被吸着部４は、把持装置３０が、選択された把持モードにより物品５を把持可能となる部分である。

次に、把持モードの選択、及び、被吸着部４の決定について、説明する。動作計画生成装置８０は、容器６内に配置された物品５を、上方から把持可能である場合は、物品５の上面７を吸着面とする。具体的には、動作計画生成装置８０は、図６に示すように四角柱状である物品５ａに対しては、上面７を吸着部４１により吸着する吸着面に決定する。そして、物品５ａの上面７の短辺の長さ８ｂが、第３の配置モードＶ３にある挟持機構５０の最大挟持幅Ｗ２以下である場合は、第１の把持モードＹ１を選択する。第１の把持モードＹ１である場合、吸着部４１は、指５１及び指５２，５３の中間位置に配置されている。この為、動作計画生成装置８０は、物品５ａの上面７の中心を被吸着部４に決定する。このように、動作計画生成装置８０は、選択された把持モードに基づいて、被吸着部４を決定する。

上面７の短辺の長さ８ｂが、第３の配置モードＶ３にある挟持機構５０の最大挟持幅Ｗ２より大きい場合は、動作計画生成装置８０は第２の把持モードＹ２または第３の把持モードＹ３を選択する。具体的には、動作計画生成装置８０は、物品５ａの重さが、予め設定された閾値より大きい場合は、第３の把持モードＹ３を選択する。これは、第３の把持モードＹ３は、３本の指５１，５２，５３により物品５の下端面を支持する為、重い物品５を、より安定して支持できる為である。なお、動作計画生成装置８０は、物品５ａの重さを物品５ａの大きさより推定する。

動作計画生成装置８０は、第２の把持モードＹ２を選択した場合は、第２の把持モードＹ２である把持装置３０により物品５ａを把持可能とする為に、上面７の一方の長辺の中間位置から、短辺に平行に上面７の内側に、吸着部４１の中心から指５２，５３の第３の指構成部５４ｃまでの長さとなる部分を、被吸着部４とする。被吸着部４が上述の位置に決定されることにより、把持装置３０は、指５２，５３の第３の指構成部５４ｃ上に物品５ａを載置することが可能となる。すなわち、把持装置３０は、第２の把持モードＹ２で物品５ａを把持可能となる。

動作計画生成装置８０は、第３の把持モードＹ３を選択した場合は、第３の把持モードＹ３である把持装置３０により物品５ａを把持可能とする為に、上面７の一方の長辺の中間位置から、短辺に平行に上面７の内側に、吸着部４１の中心から第１の指５１の第３の指構成部５４ｃまでの長さとなる部分を、被吸着部４とする。被吸着部４が上述の位置に決定されることにより、把持装置３０は、指５２，５３の第３の指構成部５４ｃ上に物品５ａを載置することが可能となる。すなわち、把持装置３０は、第３の把持モードＹ３で物品５ａを把持可能となる。

図７に示すように、円柱であり上面７が平面となる姿勢の物品５ｂに対しては、上面７を吸着面に決定する。そして、物品５ｂの上面７の直径Ｄが、第３の配置モードＶ３にある挟持機構５０の最大挟持幅Ｗ２以下である場合は、第１の把持モードＹ１を選択する。そして、動作計画生成装置８０は、第１の把持モードＹ１で物品５ｂを把持可能とする為に、上面７の中心を、被吸着部４にする。吸着部４１は、その中心線が、上面７の中心を通るように、上面７に吸着される。

上面７の直径Ｄが、第３の配置モードＶ３にある挟持機構５０の最大挟持幅Ｗ２よりも大きい場合は、側面を吸着面に決定する。そして、動作計画生成装置８０は、第２の把持モードＹ２または第３の把持モードＹ３を選択する。具体的には、物品５ｂが、上述の通り所定の重さより重いと判断された場合は、第３の把持モードＹ３が選択される。そして、動作計画生成装置８０は、物品５ｂの側面の軸方向中間位置を被吸着部４にする。

図８に示すように、円柱であり、上面が曲面となる姿勢の物品５ｂに対しては、動作計画生成装置８０は、上面を吸着面に決定する。なお、ここで言う上面とは、物品５ｂの曲面のうち、上方の部分である。側面は、周面において上面より下方の部分である。そして、動作計画生成装置８０は、端面の外径が最大挟持幅以下である場合は第１の把持モードＹ１を選択する。

動作計画生成装置８０は、端面の外径が最大挟持幅より大きい場合は、吸着面を側面に決定する。そして、動作計画生成装置８０は、第２の把持モードＹ２または第３の把持モードＹ３を選択する。具体的には、動作計画生成装置８０は、上述の通り、物品５ｂが所定の重さより重い場合は、第３の把持モードＹ３を選択する。そして、動作計画生成装置８０は、物品５ｂの上面７の軸方向中間位置を被吸着部４にする。

図９に示すように、三角柱状であり、上面７が平面となる姿勢の物品５ｃに対しては、動作計画生成装置８０は、第４の配置モードＶ４にある挟持機構５０で物品５ｃを上方から挟持可能である判断すると、上面７を吸着面に決定し、かつ、第１の把持モードＹ１を選択する。

動作計画生成装置８０は、具体的には、第４の配置モードＶ４にある挟持機構５０で挟持可能な三角柱の物品５ｃの情報を有している。具体的には、第４の配置モードＶ４にある挟持機構５０の第1の指５１により１つの側面を支持し、第２の指５２により１つの側面を支持し、第３の指５３により１つの側面を支持可能となる物品５ｃの情報を有している。動作計画生成装置８０は、この情報に基づいて、第４の配置モードＶ４にある挟持機構５０で物品５ｃを上方から挟持可能か否か判断する。この場合、上面７の形状に応じて、上面７の被吸着部４を決定する。例えば、上面７が正三角形である場合は、上面７の中心を吸着部４１で吸着する被吸着部４とする。または、上面７が正三角形でない場合は、３つの側面を、指５１，５２，５３で安定して挟持できる位置を、被吸着部４とする。すなわち、第４の配置モードＶ４にある挟持機構５０が第１の把持モードＹ１で物品５ｃを挟持可能となる部分を、被吸着部４とする。

動作計画生成装置８０は、第４の配置モードＶ４にある挟持機構５０で物品５ｃを挟持できないと判断すると、物品５ｃの３つの側面のうちの１つの側面を、吸着部４１が吸着する吸着面にする。具体的には、３つの側面のうち、把持装置３０がアクセス可能な側面を吸着面とする。そして、動作計画生成装置８０は、第２の把持モードＹ２または第３の把持モードＹ３を選択する。具体的には、動作計画生成装置８０は、物品５ｃが上述の通り所定の重さより重いと判断する場合は、第３の把持モードＹ３を選択する。

動作計画生成装置８０は、第２の把持モードＹ２を選択した場合は、吸着面として設定された側面において物品５ｃの軸方向の中間位置であって、側面においてこの軸方向に沿う縁から内側に、吸着部４１の中心から第２の指５２及び第３の指５３の第３の指構成部５４ｃまでの長さとなる部分を被吸着部４とする。

動作計画生成装置８０は、第３の把持モードＹ３を選択した場合は、吸着面として設定された側面において物品５ｃの軸方向の中間位置であって、側面においてこの軸方向に沿う縁から内側に、吸着部４１から第１の指５１の第３の指構成部５４ｃまでの長さとなる部分を被吸着部４とする。

図１０に示すように、三角柱状であり、上面７が２つの面８から構成される姿勢である物品５ｃに対しては、動作計画生成装置８０は、上面７を構成する２つの面８のうち、短辺の長さが、第３の配置モードＶ３にある挟持機構５０の最大挟持幅Ｗ２以下となる面を吸着面に決定する。なお、２つの面８が、いずれも、短辺の長さが、第３の配置モードＶ３にある挟持機構５０の最大挟持幅Ｗ２以下となる面である場合は、いずれか一方の面が、例えば２つの面のうち面積の大きい面が吸着面に決定される。そして、動作計画生成装置８０は、第１の把持モードＹ１を選択し、吸着面の中心を被吸着部４とする。

また、上面７を構成する２つの面８のそれぞれの短辺の長さが、第３の配置モードＶ３の状態にある挟持機構５０の最大挟持幅Ｗ２より大きい場合は、動作計画生成装置８０は、いずれか一方の面８を吸着面に決定する。そして、動作計画生成装置８０は、第２の把持モードＹ２を選択する。そして、動作計画生成装置８０は、吸着面として設定された面８において物品５ｃの軸方向の中間位置であって、面８の長手方向に沿う縁から内側に、短手方向に平行な方向に沿って、吸着部４１の中心から第２の指５２の第３の指構成部５４ｃまでの長さとなる位置を被吸着部４とする。

図１１に示すように、板状である物品５ｄに対しては、動作計画生成装置８０は、把持装置３０がアクセス可能な主面を吸着面に設定する。例えば、図１１に示すように、一方の主面が上面７を構成する場合は、上面７を吸着面に設定する。そして、動作計画生成装置８０は、第２の把持モードＹ２を選択する。そして、動作計画生成装置８０は、上面７の短辺の中間位置から内側に、短辺に平行な方向に沿って、吸着部４１の中心から第２の指５２の第２の指構成部５４ｂまでの長さとなる位置を、被吸着部４とする。

［把持姿勢の説明］
次に、把持姿勢について説明する。把持姿勢は、把持装置３０により物品５を安定して把持可能となる、把持装置３０の位置、把持装置３０の姿勢、挟持機構５０の状態、及び指５１，５２，５３の姿勢を示す。
把持装置３０の位置は、例えば互いに直交する３軸の座標で表される。この３軸の座標は、移動装置６０や把持装置３０で共通して用いられる、位置を示す情報である。把持装置３０の姿勢は、吸着部４１の中心線延びる方向の、上記３軸の座標系内での姿勢である。

動作計画生成装置８０は、物品５の被吸着部４の位置、及び物品５の周囲の状況に基づいて、把持姿勢を決定する。物品５の周囲の状況は、把持装置３０により把持されるターゲットとなる物品５、及び周囲に配置された物品５の間の隙間、または、ターゲットとなる物品５及び容器６の内面との間の隙間である。

具体的には、動作計画生成装置８０は、把持姿勢の要素である把持装置３０の位置を、ターゲットとなる物品５の位置に応じて決定する。動作計画生成装置８０は、把持姿勢の要素である把持装置３０の姿勢を、物品５の吸着面に応じて決定する。
動作計画生成装置８０は、本実施形態では、物品５の被吸着部４の位置、物品５の周囲の状況、及び上述の通り選択された把持モードに基づいて、把持姿勢の要素である挟持機構５０の状態として、第１の配置モードＶ１，第２の配置モードＶ２，第３の配置モードＶ３，及び、第４の配置モードＶ４のいずれかを選択する。

挟持機構５０の状態の選択、及び、把持姿勢における把持装置３０の姿勢について、具体的に説明する。動作計画生成装置８０は、図６に示すように四角柱である物品５ａに対しては、上面７の短辺の長さが第１の配置モードＶ１にある挟持機構５０の最大挟持幅Ｗ１以下であり、第１の把持モードＹ１が選択されている場合は、挟持機構５０の状態として、第１の配置モードＶ１を選択する。

この場合の、把持装置３０の把持姿勢における姿勢は、図１２に示すように、吸着部４１が被吸着部４を吸着し、かつ、第１の配置モードＶ１にある挟持機構５０が第１の把持モードＹ１により、物品５ａを上面７の短辺に平行な方向に挟持し、吸着部４１の中心線が上下方向に平行となる姿勢である。

また、動作計画生成装置８０は、上面７の短辺が第１の配置モードＶ１にある挟持機構５０の最大挟持幅Ｗ１より大きく、かつ、第３の配置モードＶ３にある挟持機構５０の最大挟持幅Ｗ２以下であり、第１の把持モードＹ１が選択されている場合は、挟持機構５０の状態として、第３の配置モードＶ３を選択する。

この場合の挟持姿勢における把持装置３０の姿勢は、吸着部４１が被吸着部４を吸着し、かつ、第３の配置モードＶ３にある挟持機構５０が第１の把持モードＹ１により物品５ａを上面７の短辺に平行な方向に挟持し、吸着部４１の中心線が上下方向に平行となる姿勢である。

また、動作計画生成装置８０は、第３の配置モードＶ３にある挟持機構５０の最大挟持幅Ｗ２より大きい場合であり、第２の把持モードＹ２が選択されている場合は、挟持機構５０の状態として、第１の配置モードＶ１を選択する。

この場合、図１５に示すように、把持姿勢における把持装置３０の姿勢は、吸着部４１が被吸着部４を吸着し、第１の配置モードＶ１にある挟持機構５０が第２の把持モードにより物品５の側面を吸着し、吸着部４１の中心線が水平方向と平行となる姿勢である。なお、物品５が容器６内に配置された状態では、吸着面は物品５の上面である。吸着部４１により物品５の上面を吸着した後、把持装置３０が変位されることにより、吸着面が側面に変更される。

また、動作計画生成装置８０は、第３の配置モードＶ３にある挟持機構５０の最大挟持幅Ｗ２より大きい場合であり、第３の把持モードＹ３が選択されている場合は、挟持機構５０の状態として、第２の配置モードＶ２を選択する。

この場合、図１７に示すように、把持姿勢における把持装置３０の姿勢は、吸着部４１が被吸着部４を吸着し、第２の配置モードＶ２にある挟持機構５０が第３の把持モードＹ３により物品５の下端面を支持し、吸着部４１の中心線が水平方向となる姿勢である。なお、物品５が容器６内に配置された状態では、吸着面は物品５の上面である。吸着部４１により物品５の上面を吸着した後、把持装置３０が変位されることにより、吸着面が側面に変更される。

また、動作計画生成装置８０は、図７に示すように上面７が平面である円柱状である物品５ｂに対しては、上面７の直径Ｄが第１の配置モードＶ１にある挟持機構５０の最大挟持幅Ｗ１以下であり、第１の把持モードＹ１を選択している場合は、挟持機構５０の状態として、第１の配置モードＶ１を選択する。
この場合、把持姿勢における把持装置３０の姿勢は、図１２と同様に、吸着部４１に中心線が上下方向に平行となる姿勢である。

また、動作計画生成装置８０は、上面７の直径Ｄが、第１の配置モードＶ１にある状態の挟持機構５０の最大挟持幅Ｗ１よりも大きく、第３の配置モードＶ３にある状態の挟持機構５０の最大挟持幅Ｗ２以下であり、第１の把持モードＹ１を選択している場合は、挟持機構５０の状態として、第３の配置モードＶ３の状態を選択する。
この場合、把持姿勢における把持装置３０の姿勢は、図１２と同様に、吸着部４１の中心線が上下方向に平行となる姿勢である。

また、動作計画生成装置８０は、図８に示すように円柱状形状であって上面７が曲面となる物品５ｂに対しては、端面の直径が第３の配置モードＶ３にある挟持機構５０の最大挟持幅Ｗ２以下である場合は、図１３に示すように、挟持機構５０の状態として、第１の配置モードＶ１または第３の配置モードＶ３を選択する。

具体的には、物品５ｂの端面９の直径が、第１の配置モードＶ１にある挟持機構５０の最大挟持幅Ｗ１以下であり、第１の把持モードＹ１が選択されている場合は、挟持機構５０の状態として、第１の配置モードＶ１を選択する。この場合、把持姿勢における把持装置３０の姿勢は、図１３に示すように、吸着部４１が物品５ｂの曲面となる上面の被吸着部４を吸着し、第１の配置モードＶ１の挟持機構５０が物品５ｂを、物品５ｂの径方向に挟持し、吸着部４１の中心線が上下方向に平行となる姿勢である。

物品５ｂの端面９の直径Ｄが、第１の配置モードＶ１にある挟持機構５０の最大挟持幅Ｗ１より大きく、第３の配置モードＶ３にある挟持機構５０の最大挟持幅Ｗ２以下であり、第１の把持モードＹ１が選択されている場合は、挟持機構５０の状態として、第３の配置モードＶ３を選択する。この場合、把持姿勢における把持装置３０の姿勢は、図１３と同様に、吸着部４１が物品５ｂの曲面となる上面７の被吸着部４を吸着し、第３の配置モードＶ３にある挟持機構５０が物品５ｂを物品５ｂの径方向に挟持し、吸着部４１の中心線が上下方向に平行となる姿勢である。
物品５ｂの端面９の直径Ｄが、第１の配置モードＶ１にある挟持機構５０の最大挟持幅Ｗ１より大きく、第３の配置モードＶ３にある挟持機構５０の最大挟持幅Ｗ２より大きく、第２の把持モードＹ２が選択されている場合は、挟持機構５０の状態として、第１の配置モードＶ１を選択する。この場合、把持姿勢における把持装置３０の姿勢は、図１５と同様であり、吸着部４１の中心線が水平方向に平行となる姿勢である。

物品５ｂの端面９の直径Ｄが、第１の配置モードＶ１にある挟持機構５０の最大挟持幅Ｗ１より大きく、第３の配置モードＶ３にある挟持機構５０の最大挟持幅Ｗ２より大きく、第３の把持モードＹ３が選択されている場合は、挟持機構５０の状態として、第２の配置モードＶ２を選択する。この場合、把持姿勢における把持装置３０の姿勢は、図１７と同様であり、吸着部４１の中心線が水平方向に平行となる姿勢である。

また、動作計画生成装置８０は、図９に示すように、三角柱状であって上面７が平面である物品５ｃに対しては、物品５ｃを第４の配置モードＶ４にある挟持機構５０で上方から挟持可能であり、第１の把持モードＹ１が選択されている場合は、挟持機構５０の状態として第４の配置モードＶ４を選択する。

この場合、把持姿勢における把持装置３０の姿勢は、図１９に示すように、吸着部４１が、物品５ｃの上面７の被吸着部４を吸着し、かつ、挟持機構５０では第1の指５１が３つの側面のうち１面に当接し、第２の指５２が残り１の２つの側面のうち１面に当接、第３の指５３が残りの１面に当接することにより、物品５ｃを挟持し、吸着部４１の中心線が上下方向に平行となる姿勢である。

また、動作計画生成装置８０は、第４の配置モードＶ４にある挟持機構５０による物品５の把持が不可能であると判断されて第２の把持モードＹ２が選択されている場合は、第１の配置モードＶ１を選択する。この場合、把持姿勢における把持装置３０の姿勢は、図１５と同様であり、吸着部４１の中心線が水平方向に平行となる姿勢である。

また、動作計画生成装置８０は、第４の配置モードＶ４にある挟持機構５０による物品５の把持が不可能であると判断されて第３の把持モードＹ３が選択されている場合は、第２の配置モードＶ２を選択する。この場合、把持姿勢における把持装置３０の姿勢は、図１９と同様であり、吸着部４１の中心線が水平方向に平行となる姿勢である。

また、動作計画生成装置８０は、図１０に示すように、三角柱状であって、上面７が２つの面８により構成された物品５ｃに対しては、吸着面に決定された面８の短辺の長さが、第３の配置モードＶ３にある挟持機構５０の最大挟持幅Ｗ２以下であり、第１の把持モードＹ１が選択されている場合は、図１４に示すように、挟持機構５０の状態として第１の配置モードＶ１または第３の配置モードＶ３を選択する。

動作計画生成装置８０は、具体的には、吸着面となる面８の短辺が、第１の配置モードＶ１にある挟持機構５０の最大挟持幅Ｗ１以下である場合は、挟持機構５０の状態として、第１の配置モードＶ１を選択する。この場合、把持姿勢における把持装置３０の姿勢は、図１４と同様に、吸着部４１が吸着面に決定された面８の被吸着部４に吸着され、かつ、第１の配置モードＶ１にある挟持機構５０が、第１の把持モードＹ１により物品５ｃを吸着面となる面８の短辺に平行な方向に挟持し、吸着部４１の中心線が上下方向に平行となる姿勢である。

動作計画生成装置８０は、吸着面となる面８の短辺が、第１の配置モードＶ１にある挟持機構５０の最大挟持幅Ｗ１より大きく、第３の配置モードＶ３にある挟持機構５０の最大挟持幅Ｗ２以下であり、第１の把持モードＹ１が選択されている、挟持機構５０の状態として、第３の配置モードＶ３を選択する。この場合、把持姿勢における把持装置３０の姿勢は、図１４と同様に、吸着部４１が、吸着面に決定された面８の被吸着部４を吸着し、かつ、物品５ｃを、第３の配置モードＶ３にある挟持機構５０が、第１の把持モードＹ１により吸着面の短辺に平行な方向に挟持し、吸着部４１の中心線が上下方向に平行となる姿勢である。

動作計画生成装置８０は、吸着面となる面８の短辺が、第３の配置モードＶ３にある挟持機構５０の最大挟持幅Ｗ２より大きく第２の把持モードＹ２が選択されている場合は、挟持機構５０の状態として、第１の配置モードＶ１を選択する。この場合、把持姿勢における把持装置３０の姿勢は、図１５と同様に、吸着部４１の中心線が水平方向に平行となる姿勢である。

動作計画生成装置８０は、吸着面となる面８の短辺が、第３の配置モードＶ３にある挟持機構５０の最大挟持幅Ｗ２より大きく第３の把持モードＹ３が選択されている場合は、挟持機構５０の状態として、第２の配置モードＶ２を選択する。この場合、把持姿勢における把持装置３０の姿勢は、図１７と同様に、吸着部４１の中心線が水平方向に平行となる姿勢である。

動作計画生成装置８０は、矩形の板状である物品５ｄに対しては、第２の把持モードＹ２が選択されている場合は、挟持機構５０の状態として第１の配置モードＶ１を選択する。この場合、把持姿勢における把持装置３０の姿勢は、図１６に示すように、吸着部４１の中心線が水平方向に平行となる姿勢である。または、第３の把持モードＹ３が選択されている場合は、挟持機構５０の状態として第２の配置モードＶ２を選択する。この場合、把持姿勢における把持装置３０の姿勢は、図１７に示すように、吸着部４１の中心線が水平方向に平行となる姿勢である。

次に、把持姿勢の要素である、指５１，５２，５３の姿勢について説明する。指５１，５２，５３の姿勢とは、上述のように選択された、被吸着部４、把持モード、挟持機構５０の状態に基づいて決定される、指５１，５２，５３が物品５を安定して支持する為の姿勢である。本実施形態では、指５１，５２，５３が指構成部５４ｂ，５４ｃを有する構造であることから、指５１，５２,５３の姿勢は、指５１，５２，５３のそれぞれの第２の指構成部５４ｂ及び第３の指構成部５４ｃの角度である。

把持準備姿勢は、物品５に対して把持動作を開始するときの、把持装置３０の位置、及び把持装置３０の姿勢を示す。把持準備姿勢での挟持機構５０の状態は、把持姿勢での状態と同じである。把持準備姿勢での指５１，５２，５３の姿勢は、例えば、図１に示すように指５１，５２，５３が全開となる姿勢である。

本実施形態では、把持準備姿勢における把持装置３０の姿勢は、一例として、物品５の吸着面が平面である場合は吸着部４１の中心線が、吸着面に直交する方向に平行となる姿勢であり、物品５の吸着面が曲面である場合は吸着部４１の中心線が、被吸着部４の法線と平行となる姿勢である。

本実施形態では、把持準備姿勢における把持装置３０の位置は、一例として、吸着部４１の中心線が被吸着部を通り、かつ、吸着部４１が物品５から予め決定された所定距離はなれた位置である。

把持計画は、把持装置３０を、把持準備姿勢から把持姿勢まで変位する為に必要な、移動装置６０及び把持装置３０を動作する為の動作情報である。具体的には、把持装置３０の各駆動部５５ａの回転角度や、移動装置６０の駆動力を発生する各種モータの回転角度等の情報である。

移動装置６０の軌道計画は、把持姿勢にある把持装置３０、及び把持姿勢にある把持装置３０に把持された物品５を、目的場所まで、周囲の別の物品や他の構造物に接触することなく移動する為の移動装置６０の動作する為の情報である。本実施形態では、軌道計画は、物品５を目的場所まで、周囲に接触することなく、かつ、最短距離で移動する為に必要な、動作情報である。この動作情報は、具体的には、移動装置６０の各種モータの回転角度等である。

また、動作計画生成装置８０は、第１の制御モード及び第２の制御モードを有している。動作計画生成装置８０は、物品５に応じて、第１の制御モードまたは第２の制御モードを選択する。

第１の制御モードは、吸着部４１により物品５が吸着された後、挟持機構５０により物品５を挟持するモードである。第２の制御モードは、挟持機構５０により物品５が挟持された後、吸着部４１により物品５を吸着するモードである。

コントローラ９０は、移動装置６０の動作を制御可能に構成されている。コントローラ９０は、また、動作計画生成装置８０が生成した軌道計画に基づいて、移動装置６０を制御する。
次に、搬送装置１０の動作を、図２０乃至図２８を用いて説明する。図２０は、搬送装置１０の動作を示すフローチャートである。図２１は、搬送装置１０の動作の要部を示すフローチャートである。図２１は、具体的には、搬送装置１０の第１の制御モードでの動作を示すフローチャートである。

図２２は、搬送装置１０が、第１の制御モードで物品５ａを把持する動作を示す斜視図である。図２３は、搬送装置１０が、第１の制御モードで物品５ａを把持する動作を示す斜視図である。図２４は、搬送装置１０が、第１の制御モードで物品５ａを把持する動作を示す斜視図である。図２５は、搬送装置１０が、第１の制御モードで物品５ａを把持する動作を示す斜視図である。

図２６は、搬送装置１０の動作の要部を示すフローチャートである。図２６は、具体的には、搬送装置１０の第２の制御モードの動作を示すフローチャートである。図２７は、搬送装置１０の第２の制御モードの動作を示す斜視図である。図２８は、搬送装置１０の第２の制御モードの動作を示す斜視図である。

図２０に示すように、物品検出装置２０は、容器６内を撮影する（ステップＳ１）。物品検出装置２０は、撮影した画像のデータを、認識装置７０に送信する。
認識装置７０は、物品検出装置２０から送信された画像データを画像処理する（ステップＳ２）。認識装置７０は、画像処理の結果に基づいて、容器６内に物品５の有無を確認する（ステップＳ３）。認識装置７０は、容器６内に物品５がないと判断すると（ステップＳＴ３のＮｏ）、動作を終了する（Ｅｎｄ）。

認識装置７０は、画像処理の結果に基づいて、容器６内に物品５があると判断すると（ステップＳ３のＹｅｓ）、機能１により、画像データを再度画像処理することによって、物品５が複数ある場合は物品５を１つずつ認識する（ステップＳ４）。すなわち、認識装置７０は、容器６内に複数の物品５がある場合は、それぞれを所謂切り分けることにより、１つずつ認識する。

認識装置７０は、容器６内の複数の物品５を１つずつ認識すると、機能２により、これら複数の物品５から、１つの物品５を選択する（ステップＳ５）。なお、本実施形態では、搬送装置１０により次に搬送されるターゲットとなる物品５を選択する。この選択基準は、上述のように、容器６内から移動しやすいことである。認識装置７０は、画像処理により得られた容器６内の状況に基づいて、移動しやすい物品５を選択する。

認識装置７０は、複数の物品５から１つの物品５を選択すると、機能３により、再度画像処理を行って、選択した物品５の、形状、姿勢、大きさ、及び位置を検出する（ステップＳ６）。

認識装置７０は、選択した物品５の、形状、姿勢、大きさ、及び位置を検出すると、検出した情報、すなわち、選択した物品５の形状、姿勢、大きさ、及び位置の情報を動作計画生成装置８０に送信する（ステップＳ６）。

ここで、認識装置７０のステップＳ６での動作について、一例を説明する。ステップＳ５で選択された物品５が、図６に示すように、形状は四角柱状であり、姿勢は上面７が平面となる姿勢であり、上面７の短辺の長さが、第１の配置モードＶ１にある挟持機構５０の最大挟持幅Ｗ１以下である物品５ａである場合は、認識装置７０は、ステップＳ５で選択された物品５ａに対して、形状は、四角柱状であると判断する。

また、認識装置７０は、物品５ａの姿勢は、上面７が平面となる姿勢であると判断する。また、認識装置７０は、物品５ａの大きさについては、上面７の短辺が第１の配置モードＶ１にある挟持機構５０の最大挟持幅Ｗ１以下であると判断する。また、認識装置７０は、物品５ａの容器６内での位置を検出する。認識装置７０は、物品５ａの、形状、姿勢、大きさ、及び位置の情報を、動作計画生成装置８０に送信する。

動作計画生成装置８０は、認識装置７０から情報を受信すると、受信した情報に基づいて、把持モードとして第１の把持モードＹ１を選択し、物品５ａにおいて吸着部４１が吸着する被吸着部４を決定し、かつ、把持装置３０の把持姿勢、及び把持装置３０の把持準備姿勢を生成し、物品５に対して第１の制御モードまたは第２の制御モードを選択する（ステップＳ７）。

ここで、動作計画生成装置８０のステップＳ７での動作について、物品５が、図６に示すように、形状は四角柱状であり、姿勢は上面７が平面となる姿勢であり、上面７の短辺の長さが、第１の配置モードＶ１にある挟持機構５０の最大挟持幅Ｗ１以下である物品５ａである場合について、説明する。

動作計画生成装置８０は、まず、上面７を、吸着部４１により吸着する吸着面に決定する。動作計画生成装置８０は、次に、把持モードとして第１の把持モードＹ１を選択する。次に、動作計画生成装置８０は、また、動作計画生成装置８０は、物品５ａの上面７の短辺の長さが、第３の配置モードＶ３にある挟持機構５０の最大挟持幅Ｗ２以下であることから、上面７の中心を被吸着部４に決定する。

さらに、動作計画生成装置８０は、挟持機構５０の状態として、第１の配置モードＶ１を選択する。さらに、動作計画生成装置８０は、容器６内の物品５ａの位置や周囲の別の物品５の位置の情報等に基づいて、把持姿勢を生成する。

さらに、動作計画生成装置８０は、把持準備姿勢を生成する。動作計画生成装置８０は具体的には、第１の配置モードＶ１にある挟持機構５０の第１乃至第３の指５１，５２，５３が最大に開かれ、かつ、吸着部４１の中心線が、上面７に直交する方向に平行となる姿勢とする。さらに、動作計画生成装置８０は、吸着部４１の中心線が物品５ａに設定された被吸着部４を通り、かつ、吸着部４１が物品５ａから所定距離離れた位置を把持準備姿勢での把持装置３０の位置に決定する。

さらに動作計画生成装置８０は、物品５が移動しにくい形状である場合は、第１の制御モードを選択し、物品５が移動しやすい形状である場合は、第２の制御モードを選択する。なお、移動しやすいとは、容器６内で移動しやすいことである。例えば、形状が円柱状であり、上面が曲面となる姿勢の物品５ａは、転がりやすい。このように、転がりやすいことは、移動しやすいことである。なお、動作計画生成装置８０は、予め、移動しやすい形状についてのデータが記憶されている。例えば、下面が曲面である形状は、移動しやすい。円柱は、移動しやすい形状として記憶されている。この為、動作計画生成装置８０は、物品５ａに対して、第１の制御モードを選択する。

動作計画生成装置８０は、物品５の、把持準備姿勢、及び把持姿勢を生成し、かつ、第１の制御モードまたは第２の制御モードを選択すると、把持装置３０を把持準備姿勢とするべく、現在位置から把持準備姿勢とする為の軌道計画を生成する。また、動作計画生成装置８０は、軌道計画を生成すると、軌道計画をコントローラ９０に送信する（ステップＳ８）。

コントローラ９０は、動作計画生成装置８０から軌道計画を受信すると、軌道計画に基づいて移動装置６０を動作させて、把持装置３０を把持準備姿勢にする。移動装置６０は、具体的には、吸着部４１の向く方向を調整する。すなわち、移動装置６０は、把持装置３０を、物品５に設定された吸着面が平面である場合は、吸着部４１の中心線が吸着面の直交方向に平行になり、選択された把持モードで把持可能となる姿勢に変位する。移動装置６０は、物品５に設定された吸着面が曲面である場合は、把持装置３０を、吸着部４１の中心線が被吸着部４の法線に平行となる姿勢に変位する（ステップＳ９）。

把持装置３０が把持準備姿勢に変位されると、動作計画生成装置８０が把持装置３０を制御し、かつ、コントローラ９０が移動装置６０を制御することにより、把持装置３０により物品５を把持し、把持装置３０を把持姿勢に変位する（ステップＳ１０）。

ここで、ステップＳ１０での、動作計画生成装置８０及びコントローラ９０の動作の一例として、物品５が、図６に示すように、形状は四角柱状であり、姿勢は上面７が平面となる姿勢であり、上面７の短辺の大きさが、第１の配置モードＶ１にある挟持機構５０の最大挟持幅Ｗ１以下である物品５ａについて、説明する。なお、図２１に示すフローチャートは、ステップＳ１０での具体的なフローを示している。

図２２は、把持装置３０が、把持準備姿勢である状態を示している。動作計画生成装置８０は、図２１に示すように、まず、バルブ４４を開く（ステップＳ２１）。動作計画生成装置８０は、次に、真空発生器４５を起動する（ステップＳ２２）。動作計画生成装置８０は、次に、圧力センサ４６の検出結果を、予め設定された閾値と比較する（ステップＳ２３及びステップＳ２４）。

圧力センサ４６の検出結果は、吸着部４１が物品５に吸着されると高くなる。上述の閾値は、吸着部４１が物品５に吸着されたか否かを判断する値である。圧力センサ４６の検出結果が閾値以上であると、吸着部４１が物品５に吸着されたと判断する。閾値は、把持装置３０を移動しても、吸着部４１が物品５から外れない程度の値に設定されている。閾値は、予め実験等によって得ることができる。

動作計画生成装置８０が圧力センサ４６の検出結果が閾値未満であると判断すると、（ステップＳ２４のＮｏ）、コントローラ９０が移動装置６０を駆動して、吸着部４１を物品５ａに近づける（ステップＳ２５）。具体的には、コントローラ９０は、吸着部４１を、当該吸着部４１の中心線に平行な方向に沿って物品５ａ側に移動するべく、移動装置６０を制御する。

なお、移動装置６０の移動量には、限界値が設定されている。限界値は、把持装置３０が、物品５の検出された位置を越えてさらに所定距離移動する量である。コントローラ９０は、移動装置６０の移動量が限界値となったか否かを判断する（ステップＳ２６）。換言すると、コントローラ９０は、移動装置６０の位置が、移動量が限界値となった時の限界位置にあるか否かを判断する。

コントローラ９０は、移動装置６０が、限界位置に到達するまでは、移動装置６０の位置を監視する（ステップＳ２３、ステップＳ２４、ステップＳＴ２５、及びステップＳ２６のＮｏ）。コントローラ９０は、移動装置６０が限界位置まで移動した状態においても、圧力センサ４６の検出結果が閾値未満であると判断すると（ステップＳ２６のＹｅｓ）、エラーを報知する（ステップＳ２７）。このエラーの報知は、周囲の作業者がわかるような報知であればよい。エラー報知としては、例えば、ランプの点等や、スピーカから音を出すことである。

動作計画生成装置８０が、圧力センサ４６の検出結果が閾値以上であると判断すると（ステップＳ２４のＹｅｓ）、コントローラ９０は、移動装置６０を静止させる（ステップＳ２８）。なお、この状態は、図２３に示すように、吸着部４１が被吸着部４を吸着している状態である。

コントローラ９０が移動装置６０を静止させると、動作計画生成装置８０は、第１の指５１、第２の指５２、及び第３の指５３のそれぞれのトルクセンサ５６の出力を確認する（ステップＳ２９）。

動作計画生成装置８０は、第１の指５１のトルクセンサ５６の検出結果が閾値以上であるか否かを判断する。第１の指５１が物品５ａを押圧している状態では、トルクセンサ５６の検出結果が上昇する。ここで言う閾値は、挟持機構５０が十分な挟持力で物品５を挟持している状態でのトルクである。十分な挟持力とは、物品５を容器６から目的場所に移動する際に、物品５が落下することがない程度の挟持力である。閾値は、予め実験によって得ことができる。なお、閾値は、把持姿勢によって決定されてもよい。すなわち、第１の把持モードＹ１での閾値、第２の把持モードＹ２での閾値、第３の把持モードＹ３での閾値は、それぞれ異なっていてもよい。

動作計画生成装置８０は、第１の指５１のトルクセンサ５６の検出結果が閾値未満であると判断すると（ステップＳ３０のＮｏ）、図２４に示すように、第１の指５１の駆動部５５ａを、挟持機構５０により物品５ａを挟持するべく、駆動する（ステップＳ３１）。

また、動作計画生成装置８０は、第２の指５２及び第３の指５３に対しても、同様に、トルクセンサ５６の検出結果を確認し（ステップＳ３２、及びステップＳ３５）、トルクセンサ５６の検出結果と閾値とを比較し（ステップＳ３３、及びステップＳ３６）、駆動部５５ａを駆動する（ステップＳ３４、及びステップＳ３７）。

動作計画生成装置８０は、また、第１の指５１、第２の指５２、及び第３の指５３のそれぞれのトルクセンサ５６の検出結果が閾値未満であるうちは（ステップＳ３８、及びステップＳ３９のＮｏ）、ステップＳ７で生成された把持姿勢に基づいて、第１の指５１、第２の指５２、及び第３の指５３のそれぞれの駆動部５５ａを駆動する（ステップＳ２３乃至ステップＳ３９）
動作計画生成装置８０は、第１の指５１、第２の指５２、及び第３の指５３のトルクセンサ５６の検出結果が、閾値以上であると判断すると（ステップＳ３８、及びステップＳ３９のＹｅｓ）、図２５に示すように、挟持機構５０による物品５ａの挟持が完了したと判断する。
なお、動作計画生成装置８０は、把持姿勢として、指５１，５２，５３の姿勢を決定している。動作計画生成装置８０は、指５１，５２，５３が決定された把持姿勢となるように駆動部５５ａを駆動する。ステップＳ３２，３５,３８でのトルクセンサの検出値の確認は、フィードバック用である。

動作計画生成装置８０及びコントローラ９０は、物品５ａの挟持が完了したと判断すると、把持装置３０の姿勢を変位する。なお、物品５ａの把持完了時点の姿勢が把持姿勢での姿勢と同じである場合は、そのままとする。また、コントローラ９０は、移動装置６０を駆動して、把持装置３０を把持姿勢での位置まで移動する（ステップＳ４０）。なお、ステップＳ４０では、位置の移動、姿勢の変位は、どちらを先に行ってもよい。

このように、ステップＳ１０の動作が完了すると、動作計画生成装置８０は、把持装置３０を把持姿勢から目的場所まで移動する為の移動装置６０の軌道計画を生成する。動作計画生成装置８０は、軌道計画の生成が完了すると、軌道計画をコントローラ９０に送信する（ステップＳ１１）。

コントローラ９０は、動作計画生成装置８０から受信した軌道計画に基づいて移動装置６０を駆動し、把持装置３０を目的場所に移動する（ステップＳ１２）。動作計画生成装置８０は、把持装置３０が目的場所まで移動されると、吸着機構４０及び挟持機構５０を駆動して、物品５ａを離す（ステップＳ１３）。動作計画生成装置８０及びコントローラ９０は、容器６内の全ての物品５が目的場所に移動されるまで、ステップＳ１からステップＳ１１の動作を繰り返す。

なお、把持モードとして第２の把持モードＹ２または第３の把持モードＹ３が選択された場合も、把持装置３０は、図２０及び図２１に示されたステップＳ１乃至ステップＳ３９の動作により、物品５を把持することができる。なお、把持モードとして第２の把持モードＹ２または第３の把持モードＹ３が選択された場合は、ステップＳ１０において、吸着機構４０による物品５の吸着が完了した後に、挟持機構５０を駆動する前に、コントローラ９０が移動装置６０を駆動することにより、物品５を上方に移動してもよい。

この移動量は、第２の把持モードＹ２が選択された場合では、第２の指５２及び第３の指５３が物品５の下端面を支持するべく第２の指５２及び第３の指５３の移動代を確保できる程度でよい。第３の把持モードＹ３が選択された場合では、第１の指５１、第２の指５２、及び第３の指５３が、物品５の下端面を支持するべく第１の指５１、第２の指５２、及び第３の指５３が移動する移動代を確保できる程度でよい。

次に、把持計画として、第２の制御モードが選択された場合の搬送装置１０の動作を、図２６乃至図２８を用いて説明する。動作計画生成装置８０は、形状が円柱であり、上面が曲面となる姿勢である物品５ｂに対しては、把持計画として第２の制御モードを選択する。なお、第２の制御モードでの動作は、図２１のステップＳ１０の動作のみが異なる。図２６は、第２の制御モードでのステップＳ１０の動作を示している。この為、第２の制御モードが選択された場合の搬送装置１０の動作として、図２６に示されたステップＳ１０のみ説明する。

動作計画生成装置８０は、把持装置３０が把持準備姿勢となると、第１の指５１のトルクセンサ５６の検出結果と閾値とを比較する（ステップＳ５０、及びステップＳ５１）。動作計画生成装置８０は、第１の指５１のトルクセンサ５６の検出結果が、閾値未満であると判断すると（ステップＳ５１のＮｏ）、挟持機構５０により物品５ｂを挟持するべく、図２７に示すように第１の指５１の駆動部５５ａを駆動する（ステップＳ５２）。

動作計画生成装置８０は、同様に、第２の指５２及び第３の指５３に対しても、トルクセンサ５６の検出結果と閾値とを比較し（ステップＳ５３、及びステップＳ５６）、トルクセンサ５６の検出結果が閾値未満であると判断すると（ステップＳ５４のＮｏ，及びステップＳ５７のＮｏ）、図２８に示すように駆動部５５ａを駆動する（ステップＳ５５、及びステップＳ５６）。

また、動作計画生成装置８０は、全ての指のトルクセンサ５６の検出結果が、閾値以上であると判断するまでは（ステップＳ５９、及びステップＳ６０のＮｏ）、第１の指５１の駆動部５５ａ、第２の指５２の駆動部５５ａ、及び第３の指５３の駆動部５５ａを駆動し続ける（ステップＳ５０乃至ステップＳ６０）。

ステップＳ５０乃至ステップＳ６０の動作により、把持装置３０が図２７及び図２８に示すように、第１の指５１、第２の指５２、及び第３の指５３を屈曲することによって、挟持機構５０が物品５ｂを挟持する。挟持機構５０が物品５ｂを挟持することにより、吸着部４１が物品５ｂに対向する。

動作計画生成装置８０は、挟持機構５０により物品５ｂが挟持されると、次に、バルブ４４を開いて真空発生器４５を起動する（ステップＳ６１、及びステップＳ６２）。動作計画生成装置８０は、真空発生器４５を起動すると、圧力センサ４６と閾値とを比較する（ステップＳ６３、及びステップＳ６４）。動作計画生成装置８０は、圧力センサ６４の検出結果が閾値以上になるまでは、真空発生器４５を駆動し、圧力センサ６４の検出結果を監視する（ステップＳ６４のＮｏ，ステップＳ６２、及びステップＳ６３）。動作計画生成装置８０は、圧力センサ４６の検出結果が閾値以上であると判断すると（ステップＳ６４のＹｅｓ）、把持装置３０を把持位置での位置に移動し、かつ、把持位置での姿勢に変位して（ステップＳ６５）、ステップＳ１１に進む。

このように、把持装置３０は、吸着部４１による吸着、及び挟持機構５０による挟持によって、物品５を把持することができるので、物品５を安定して保持することが可能となる。この点について、具体的に説明する。

第１の指５１、第２の指５２、及び第３の指５３は、基部３１に対して回動して互いに近づく方向に変位することにより、少なくとも２つの指間に、物品５を挟持する。このように、指の回動により物品を挟持する場合、物品は、２つの指から挟持力を受けるとともに、２つの指から押し出す方向に作用する力を受ける。この、２つの指の間から押し出す方向に作用する力により、物品５が挟持機構５０より外れてしまう場合が想定される。

しかしながら、本実施形態では、吸着部４１による吸着力は、上述の、２つの指の間から押し出す方向に対して逆方向に作用する。この為、挟持機構５０により物品５が挟持された状態において物品５が吸着部４１により吸着されるので、物品５が挟持機構５０から押し出されることが防止される。この為、把持装置３０は、物品５を安定して把持することが可能となる。

さらに、把持装置３０による物品５の把持モードとして、第１の把持モードＹ１、第２の把持モードＹ２、及び第３の把持モードＹ３を有しており、物品５の形状、姿勢、大きさ、位置に応じて、第１の把持モードＹ１、第２の把持モードＹ２、及び第３の把持モードＹ３のなから適切な把持モードを選択することにより、物品５を安定して把持することが可能となる。

さらに、円柱状であって、上面７が曲面となる物品５ｂに対しては、把持準備姿勢にある把持装置３０を、把持姿勢まで変位する際に、第２の制御モードを選択することは、有効である。この点について、具体的に説明する。

物品５ｂは、円柱であることから、容器６内で移動しやすい。この為、物品検出装置２０の検出結果に基づいて認識装置７０が物品５ｂの位置を検出した後で、物品５ｂの位置が移動する場合が想定される。または、移動装置６０の移動の精度によっては、吸着部４１が被吸着部４からずれた位置に移動される場合も想定される。

このような場合であっても、負圧供給装置４２を駆動する前に挟持機構５０により物品５ｂを挟持することにより、物品５ｂを掌部３２に対向する位置、すなわち吸着部４１に対向する位置に導くことができる。このように物品５ｂが吸着部４１に対向する位置に導かれた後に負圧供給装置４２が駆動されると、吸着部４１により物品５ｂを吸着することができる。また、物品５ｂのように、移動しやすい物品５に対しても、同様に、第２の制御モードで動作されることは有効である。

なお、本実施形態では、第１乃至第３の指５１，５２，５３は、それぞれ、１つの駆動部５５ａによって、第２の指構成部５４ｂ及び第３の指構成部５４ｃが回動される劣駆動システムである。しかしながら、劣駆動システムであることに限定されない。第２の指構成部５４ｂを回動する専用の駆動部、及び、この駆動部とは別であり、第３の指構成部５４ｃを回動する専用の駆動部を有してもよい。要するに、挟持機構５０は、物品５を挟持可能に構成されればよい。

なお、本実施形態では、物品５は、容器６に入れられているが、物品５の置き方は限定されない。物品５は、机の上に置かれていてもよいし、コンベアで搬送されていていてもよい。または、物品５は、棚に入れられていてもよい。また、物品５は、ばら積み状態であってもよいし、整然と積まれていてもよい。または、物品５は、単体で置かれていてもよい。

また、認識装置７０による画像処理の手法や、複数検出された物品５から一つの物品５を選択する基準（条件）は、限定されない。また、物品検出装置２０は、３Ｄカメラに限らず、ＲＧＢカメラ、またはその他の光学センサを使用してもよいし、または、これらを複数組合せて用いて構成されてもよい。物品検出装置２０が３Ｄカメラを用いる構成の場合には、得られた点群データを処理することで物品群の切り分けと物品５の形状、位置、および姿勢の認識を行うことが可能となる。

また、本実施形態では、移動装置６０は、一例として６軸自由度のロボットアームであるが、これに限定されない。移動装置６０は、７軸自由度のロボットとしてもよいし、または、５軸以下の自由度のロボットとしてもよい。または、移動装置６０は、スカラロボットやＸＹＺステージなどとしてもよい。

また、本実施形態では、移動装置６０は、固定設備としているが、リニアステージや自走台車等に載せて移動可能としてもよい。

また、本実施形態では、挟持機構５０は、各指５１，５２，５３が、それぞれ駆動部５５ａを有しているが、これに限定しない。１つの駆動部により、複数の指を駆動してもよい。

また、本実施形態では、駆動部５５ａの駆動力により指本体５４を駆動する駆動力伝達機構５５ｂは、一例として、劣駆動システムであるが、これに限定されない。また、駆動力伝達機構５５ｂは、例えば、ワイヤ駆動、ベルト‐プーリ機構、及び、歯車伝達機構の少なくとも１つから構成されてもよい。

また、本実施形態では、各指の第２の関節５７ｂは劣駆動軸としているが、第１の関節５７ａに対する従動軸としてもよい。また、指先駆動用のサーボモータを別途設けて第２の関節５７ｂの角度およびトルクを任意に制御可能としてもよい。

また、本実施形態では、駆動部５５ａは、一例として、サーボモータであるが、これに限定されず、ＤＣモータやブラシレスＤＣモータであってもよい。また、エンコーダもサーボモータ内蔵のものでなく、別途取付けてもよい。

また、各指は、空気圧で屈曲する人工筋肉で構成されてもよい。この場合、人工筋肉が駆動力伝達機構５５ｂとなり、ポンプが駆動部５５ａとなる。
また、本実施形態では、吸着部４１は、蛇腹状の構造として伸縮可能に構成されたが、これに限定されない。他の例では、吸着部４１は、掌部３２の表面３３に設けられた開口であってもよい。また、この開口にフィルタを設けてもよい。

また、本実施形態では、吸着部４１により物品５が吸着されているか否かを、圧力センサ４６により検出している。しかしながら、圧力センサ４６を用いることに限定されない。他の例では、配管４７内の空気の流量を検出する流量センサが用いられてもよいし、圧力センサ４６及び流量センサの両方を併用してもよい。

また、本実施形態では、吸着部４１は、１つ設けられたが、これに限定されない。他の例では、吸着部４１は、複数設けられてもよい。吸着部４１は、掌部３２に設けられたがこれに限定されない。他の例では、掌部３２に加えて、各指の任意箇所、例えば第２の指構成部５４ｂや第１の指構成部５４ａにも吸着部４１が設けられてもよい。

また、本実施形態では、動作計画生成装置８０は、把持装置３０の駆動を制御する制御装置としても機能した。しかしながら、動作計画生成装置８０が把持装置３０の動作を制御することに限定されない。動作計画生成装置８０とは別に、把持装置３０の動作を制御する制御装置が用いられてもよい。

なお、本実施形態では、第１の把持モードＹ１で把持可能な物品５に対しては、第１の把持モードＹ１を採用しているが、これに限定されない。例えば、第１の把持モードＹ１で把持可能である場合であっても、所定の重さより大きいと判断された物品５に対しては、第３の把持モードＹ３を採用してもよい。

また、容器６内に配置されており、把持装置３０により把持される前の物品５の姿勢と、把持姿勢にある把持装置３０により把持された物品５の姿勢は異なる場合がある。例えば、図１５に示すように容器６内に配置された物品５の上面を吸着面として吸着部４１により吸着した後、把持装置３０の姿勢が変位されることにより、吸着部４１により吸着されている面が物品５における側面となる場合がある。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

４…被吸着部、物品５、１０…搬送装置、２０…物品検出装置、３０…把持装置、３１…基部、３２…掌部、４１…吸着部、４２…負圧供給装置、５７ａ…第１の関節、５７ｂ…第２の関節、５１…第１の指、５２…第２の指、５３…第３の指、５５…駆動機構、６０…移動装置、５８…第２の指支持機構、５９…第３の指支持機構７０…認識装置と、８０…動作計画生成装置（制御部）、９０…コントローラ（制御部）、Ｙ１…第１の把持モード、Ｙ２…第２の把持モード、Ｙ３…第３の把持モード、Ｖ１…第１の配置モード、Ｖ２…第２の配置モード、Ｖ３…第３の配置モード、Ｖ４…第４の配置モード。

Claims (14)

1. 物品を検出する物品検出装置と、
   掌部を有する基部、前記掌部に設けられた吸着部、前記掌部を挟んで両側に少なくとも１ずつ設けられ、少なくとも１つの関節を有して互いに近づく方向及び離間する方向に変位可能な指、及び前記指を駆動する駆動機構を具備した把持装置と、
   前記吸着部に負圧を供給する負圧供給装置と、
   前記把持装置を移動する移動装置と、
   前記物品検出装置の検出結果に基づいて、前記物品の形状、姿勢、及び大きさを検出する認識装置と、
   前記認識装置の検出結果に基づいて、前記吸着部による前記物品の吸着面を決定し、前記把持装置により前記物品の把持が可能となる、前記把持装置の位置、前記把持装置の姿勢、及び、前記指の姿勢を含む把持姿勢を計画する動作計画生成装置と、
   前記動作計画生成装置により計画された把持姿勢とするべく、前記把持装置の動作及び前記移動装置の動作を制御する制御装置と、
   を具備した搬送装置。
2. 前記動作計画生成装置は、把持モードとして、前記物品の前記吸着面を挟んで両側の面を挟持する第１の把持モード、及び、前記掌部を挟んで一方の前記指により前記物品の側面を支持し、前記掌部を挟んで他方の前記指で前記物品の下端面を支持する第２の把持モードのいずれか一方を選択し、選択した把持モードに応じて、前吸着面における前記吸着部による被吸着部を決定し、かつ、前記把持姿勢を計画する
   請求項１の搬送装置。
3. 前記動作計画生成装置は、
   前記物品の形状が四角柱状であり、上面の短辺の長さが前記把持装置の最大挟持幅以下である場合は、前記上面を前記吸着面に決定し、かつ、前記第１の把持モードを選択し、
   前記物品の形状が四角柱状であり、上面の短辺の長さが前記把持装置の最大挟持幅より大きい場合は、前記物品の側面を前記吸着面に決定し、かつ、前記第２の把持モードを選択する
   請求項２に記載の搬送装置。
4. 前記動作計画生成装置は、
   前記物品の形状が円柱状であり、上面が平面であり、かつ、前記上面の外径が前記把持装置の最大挟持幅以下である場合は、前記上面を前記吸着面に決定し、かつ、前記第１の把持モードを選択し、
   前記物品の形状が円柱状であり、上面が平面であり、かつ、前記上面の外径が前記把持装置の最大幅より大きい場合は、側面を吸着面に決定し、かつ、前記第２の把持モードを選択し、
   前記物品の形状が円柱状であり、上面が曲面であり、かつ、端面の外径が前記把持装置の最大挟持幅以下である場合は、前記上面を前記吸着面に決定し、かつ、前記第１の把持モードを選択し、
   前記物品の形状が円柱状であり、上面が曲面であり、かつ、端面の外径が前記把持装置の最大挟持幅より大きい場合は、前記側面を前記吸着面に決定し、かつ、前記第２の把持モードを選択する
   請求項２に記載の搬送装置。
5. 前記動作計画生成装置は、
   前記物品の形状が三角柱状であり、上面が２つの面より構成され、かつ、前記２つの面の少なくとも一方の面の短辺の長さが前記把持装置の最大挟持幅以下である場合は、前記少なくとも一方の面を前記吸着面に決定し、かつ、前記第１の把持モードを選択し、
   前記物品の形状が三角柱状であり、上面が２つの面より構成され、かつ、前記２つの面のそれぞれの短辺の長さが、前記把持装置の最大挟持幅より大きい場合は、前記２つの面のいずれか一方を吸着面に決定し、かつ、前記第２の把持モードを選択する
   請求項２に記載の搬送装置。
6. 前記動作計画生成装置は、
   前記物品の形状が板状である場合は、一方の主面を前記吸着面に決定し、かつ、前記第２の把持モードを選択する
   請求項２に記載の搬送装置。
7. 前記把持装置は、前記指として、前記掌部を挟んで一方に配置され、前記基部に連結された第１の指、第２の指、前記第２の指を、前記掌部を挟んで他方及び前記第１の指の側方の間で移動可能に前記基部に支持する第２の指支持機構、第３の指、及び、前記第３の指を、前記掌部を挟んで前記他方及び前記第１の指の側方の間で移動可能に前記基部に支持する第３の指支持機構を具備し、
   前記指の配置として、
   前記他方に前記第２の指及び前記第３の指が配置された第１の配置モードと、
   前記一方に、前記第１の指、前記第２の指、及び、前記第３の指が配置された第２の配置モードと、
   前記第２の指及び前記第３の指が前記掌部を挟んで対向配置された第３の配置モードと、
   前記第１の指、前記第２の指、及び、前記第３の指が前記掌部の周方向に等間隔離間して配置された第４の配置モードと、
   を具備し、
   前記把持モードは、前記指の配置が前記第２の配置モードであるときに前記物品の下端を支持する第３の把持モードを更に具備し、
   前記動作計画生成装置は、前記認識装置の検出結果に基づいて、前記第１の配置モード、前記第２の配置モード、前記第３の配置モード、及び、前記第４の配置モードからいずれか１つを選択する
   請求項２に記載の搬送装置。
8. 前記動作計画生成装置は、
   前記物品の形状が四角柱状であり、上面の短辺の長さが前記把持装置の最大挟持幅以下である場合は、前記上面を前記吸着面に決定し、前記第１の把持モードを選択し、かつ、前記指の配置として前記第１の配置モードまたは前記第３の配置モードを選択し、
   前記物品の形状が四角柱状であり、上面の短辺の長さが前記把持装置の最大挟持幅より大きい場合は、前記側面を前記吸着面に決定し、さらに、前記第２の把持モード及び前記第１の配置モードを選択し、または、前記第３の把持モード及び前記第２の配置モードを選択する
   請求項７に記載の搬送装置。
9. 前記動作計画生成装置は、
   前記物品の形状が円柱状であり、上面が平面であり、かつ、前記上面の外径が前記把持装置の最大挟持幅以下である場合は、前記上面を前記吸着面に決定し、前記第１の把持モードを選択し、さらに、前記指の配置として前記第１の配置モードまたは前記第３の配置モードを選択し、
   前記物品の形状が円柱状であり、上面が平面であり、前記上面の外径が前記把持装置の最大挟持幅より大きい場合は、側面を前記吸着面に決定し、さらに、前記第２の把持モード及び第１の配置モード、または、前記第３の把持モード及び第２の配置モードを選択し、
   前記物品の形状が円柱状であり、上面が曲面であり、かつ、端面の外径が前記把持装置の最大挟持幅以下である場合は、前記上面を前記吸着面に決定し、前記指の配置として前記第１の配置モードまたは前記第３の配置モードを選択し、かつ、前記第１の把持モードを選択し、
   前記物品の形状が円柱状であり、上面が曲面であり、かつ、端面の外径が前記把持装置の最大挟持幅より大きい場合は、側面を前記吸着面に決定し、さらに、前記第１の把持モード及び前記第１の配置モード、または、前記第３の把持モード及び前記第２の配置モードを選択する
   請求項７に記載の搬送装置。
10. 前記動作計画生成装置は、
    前記物品の形状が三角柱状であり、上面が１つの面で構成され、かつ、前記指の配置が前記第４の配置モードである前記把持装置により上方から挟持可能な場合は、前記上面を吸着面に決定し、前記第１の把持モードを選択し、さらに、前記指の配置として前記第４の配置モードを選択し、
    前記物品の形状が三角柱であり、上面が２つの面より構成され、かつ、前記２つの面の少なくとも一方の面の短辺の長さが前記把持装置の最大挟持幅以下である場合は、前記少なくとも一方の面を吸着面に決定し、第１の把持モードを選択し、さらに、前記指の配置として前記第１の配置モードまたは前記第２の配置モードを選択し、
    前記物品の形状が三角柱状であり、上面が２つの面より構成され、かつ、前記２つの面のそれぞれの短辺の長さが、前記把持装置の最大挟持幅より大きい場合は、前記２つの面のいずれか一方を吸着面に決定し、さらに、前記第２の把持モード及び前記第１の配置モード、または、前記第３の把持モード及び前記第２の配置モードを選択する
    請求項７に記載の搬送装置。
11. 前記動作計画生成装置は、
    前記物品の形状が板状である場合は、一方の主面を前記吸着面に決定し、前記第２の把持モード及び前記第１の配置モードを選択する
    請求項７に記載の搬送装置。
12. 前記動作計画生成装置は、前記認識装置の検出結果に基づいて、前記把持装置による前記物品の把持動作を開始する、前記把持装置の位置、前記把持装置の姿勢を含む把持準備姿勢を決定する
    請求項１に記載の搬送装置。
13. 前記動作計画生成装置は、
    前記把持装置が、前記把持準備姿勢から前記把持姿勢となるまでの間に、前記駆動機構を駆動して前記指により前記物品を挟持した後に、前記負圧供給装置を駆動することにより前記吸着部によって前記物品を吸着する第１の制御モード、及び、前記把持装置が、前記把持準備姿勢から前記把持姿勢となるまでの間に、前記負圧供給装置を駆動して前記吸着部により前記物品を吸着した後に、前記駆動機構を駆動することにより前記指によって前記物品を挟持する第２の制御モードのいずれか一方を選択する
    請求項１２に記載の搬送装置。
14. 掌部を有する基部と、
    前記掌部に設けられた吸着部と、
    前記掌部を挟んで両側に少なくとも１ずつ設けられ、互いに近づく方向及び離間する方向に移動可能な指と、
    前記指を駆動する駆動機構と、
    を具備した把持装置。