JP2021049640A - Holding device, flight body, and conveyance system - Google Patents

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Abstract

To provide a holding device capable of improving the reliability of suction and holding operation, a flight body, and a conveyance system.SOLUTION: According to an embodiment, a holding device includes a suction device, an adsorption part, a light quantity sensor, a control device. The suction device sucks gas. The adsorption part communicates with the suction device, and adsorbs an object by suction of the suction device. The light quantity sensor two-dimensionally detects light quantity of the object. The control device controls the suction device on the basis of information detected by the light quantity sensor.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明の実施形態は、保持装置、飛行体、および搬送システムに関する。 Embodiments of the present invention relate to holding devices, flying objects, and transport systems.

吸引装置および吸着部を備える保持装置が知られている。
ところで、保持装置は、吸着保持動作の信頼性の向上が期待されている。
A holding device including a suction device and a suction portion is known.
By the way, the holding device is expected to improve the reliability of the suction holding operation.

特開2017−193330号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-193330

本発明が解決しようとする課題は、吸着保持動作の信頼性の向上を図ることができる保持装置、飛行体、および搬送システムを提供することである。 An object to be solved by the present invention is to provide a holding device, an air vehicle, and a transport system capable of improving the reliability of the suction holding operation.

実施形態の保持装置は、吸引装置と、吸着部と、光量センサと、制御装置と、を持つ。前記吸引装置は、気体を吸引する。前記吸着部は、前記吸引装置に連通し、前記吸引装置の吸引により物体を吸着する。前記光量センサは、前記物体からの光量を二次元的に検出する。前記制御装置は、前記光量センサにより検出された情報に基づいて前記吸引装置を制御する。 The holding device of the embodiment includes a suction device, a suction unit, a light amount sensor, and a control device. The suction device sucks gas. The suction unit communicates with the suction device and sucks an object by suction of the suction device. The light amount sensor two-dimensionally detects the amount of light from the object. The control device controls the suction device based on the information detected by the light amount sensor.

第1の実施形態の搬送システムを示す図。The figure which shows the transport system of 1st Embodiment. 第1の実施形態の保持装置を示す斜視図。The perspective view which shows the holding device of 1st Embodiment. 第1の実施形態の保持装置を示す正面図。The front view which shows the holding device of 1st Embodiment. 第1の実施形態の保持装置を示す側面図。The side view which shows the holding device of 1st Embodiment. 図2で示された保持装置のF5−F5線に沿う断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line F5-F5 of the holding device shown in FIG. 第1の実施形態の支持部材および画像センサ基板を示す斜視図。The perspective view which shows the support member and the image sensor substrate of 1st Embodiment. 第1の実施形態の画像センサを用いた吸着パッドと物体との近接判定の一例を示す図。The figure which shows an example of the proximity determination of a suction pad and an object using the image sensor of 1st Embodiment. 第1の実施形態の保持装置のシステム構成を示すブロック図。The block diagram which shows the system structure of the holding device of 1st Embodiment. 第1の実施形態の保持装置のシステム構成の詳細を示すブロック図。The block diagram which shows the detail of the system configuration of the holding device of 1st Embodiment. 第1の実施形態の保持装置の動作例を示す図。The figure which shows the operation example of the holding device of 1st Embodiment. 第1の実施形態の飛行体による物体への接近から物体の保持までの動作フローを示すフローチャート。The flowchart which shows the operation flow from approaching an object by the flying object of 1st Embodiment to holding an object. 第1の実施形態の飛行体による物体の運搬から解放までの動作フローを示すフローチャート。The flowchart which shows the operation flow from the transportation of an object by the flying object of 1st Embodiment to release. 第1の実施形態の画像センサの第1例を示す図。The figure which shows the 1st example of the image sensor of 1st Embodiment. 第1の実施形態の画像センサの第2例を示す図。The figure which shows the 2nd example of the image sensor of 1st Embodiment. 第1の実施形態の画像センサの第3例を示す図。The figure which shows the 3rd example of the image sensor of 1st Embodiment. 第1の実施形態の画像センサの第4例を示す図。The figure which shows the 4th example of the image sensor of 1st Embodiment. 第2の実施形態の保持装置を示す図。The figure which shows the holding device of 2nd Embodiment. 第3の実施形態の保持装置のシステム構成を示すブロック図。The block diagram which shows the system structure of the holding device of 3rd Embodiment. 第4の実施形態の保持装置を示す断面図。The cross-sectional view which shows the holding device of 4th Embodiment.

以下、実施形態の保持装置、飛行体、および搬送システムを、図面を参照して説明する。 Hereinafter, the holding device, the flying object, and the transport system of the embodiment will be described with reference to the drawings.

図面全体を通して同一または類似の構成要素に同一の参照符号を付して、重ねての説明を省略する。なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。また、本願でいう「XXに基づく」とは、「少なくともXXに基づく」ことを意味し、XXに加えて別の要素に基づく場合も含む。また、「XXに基づく」とは、XXを直接に用いる場合に限定されず、XXに対して演算や加工が行われたものに基づく場合も含む。「XX」は、任意の要素(例えば、任意の情報)である。 The same or similar components are designated by the same reference numerals throughout the drawings, and the description thereof will be omitted. The drawings are schematic or conceptual, and the relationship between the thickness and width of each part, the ratio of the sizes between the parts, and the like are not necessarily the same as the actual ones. Further, even when the same parts are represented, the dimensions and ratios may be different from each other depending on the drawings. Further, "based on XX" in the present application means "based on at least XX", and includes a case where it is based on another element in addition to XX. Further, "based on XX" is not limited to the case where XX is directly used, but also includes the case where it is based on the case where calculation or processing is performed on XX. "XX" is an arbitrary element (for example, arbitrary information).

(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る保持装置(保持機構ともいう)20を用いた搬送システム(物体移載システムともいう)1の一例を示す概略図である。図1に示すように、搬送システム1は、飛行体10、認識装置12、飛行体制御装置14、および搬送装置16を備える。「搬送システム」または「物体移載システム」とは、物体Pを移動させるシステムを広く意味する。飛行体10は、「移動機構」の一例である。飛行体制御装置14は、「移動機構制御装置」の一例である。
(First Embodiment)
FIG. 1 is a schematic view showing an example of a transport system (also referred to as an object transfer system) 1 using a holding device (also referred to as a holding mechanism) 20 according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the transport system 1 includes a flying object 10, a recognition device 12, a flying object control device 14, and a transport device 16. The "transport system" or "object transfer system" broadly means a system for moving an object P. The flying object 10 is an example of a "moving mechanism". The flying object control device 14 is an example of a “movement mechanism control device”.

搬送システム1は、積載領域18に載置された複数の物体Pを認識装置12により認識する。飛行体制御装置14は、認識装置12による認識の結果に基づいて飛行体10を制御する。これにより、飛行体10が、移載対象の物体Pを保持し、物体Pを搬送装置16上に運ぶ。逆に、飛行体10は、搬送装置16から積載領域18へ物体Pを移載するように制御されてもよい。物体Pは、荷物、物品、ワーク、対象物、または移動対象物などと呼ばれてもよい。物体Pは、例えば、段ボール箱などに入れられた製品、パッケージされた製品、製品そのものなどであり得る。 The transport system 1 recognizes a plurality of objects P placed on the loading area 18 by the recognition device 12. The flying object control device 14 controls the flying object 10 based on the result of recognition by the recognition device 12. As a result, the flying object 10 holds the object P to be transferred and carries the object P onto the transport device 16. Conversely, the flying object 10 may be controlled to transfer the object P from the transport device 16 to the loading area 18. The object P may be referred to as a luggage, an article, a work, an object, a moving object, or the like. The object P can be, for example, a product contained in a cardboard box, a packaged product, the product itself, or the like.

まず、飛行体10について説明する。
飛行体10は、三次元空間上を自由に移動可能である。飛行体10には、物体Pを保持するように構成された保持装置20を有する。保持装置20は、物体Pを保持可能な少なくとも1つの保持部を有する。保持装置20は、保持部が飛行体10に対して外側を向くように配置される。保持部は、例えば、吸着により物体Pを保持する吸着パッドを含む。また、保持部は、電磁石が発生する磁力により物体Pを磁気吸着するタイプであってもよい。保持装置20については、後に詳細に説明する。
First, the flying object 10 will be described.
The flying object 10 can move freely in the three-dimensional space. The flying object 10 has a holding device 20 configured to hold the object P. The holding device 20 has at least one holding portion capable of holding the object P. The holding device 20 is arranged so that the holding portion faces outward with respect to the flying object 10. The holding portion includes, for example, a suction pad that holds the object P by suction. Further, the holding portion may be of a type that magnetically attracts the object P by the magnetic force generated by the electromagnet. The holding device 20 will be described in detail later.

飛行体10は、飛行するために回転翼(またはプロペラ)を備える。飛行体10は、例えば、一定の高度を保つホバリングをすることができる。回転翼の回転関節部は、例えば、モータ、エンコーダおよび減速機などを含む。関節部は、1軸方向の回転に限定されず、2軸方向の回転が可能でもよい。飛行体10は、モータの駆動により自身を三次元空間上の任意の位置に移動可能である。これにより、飛行体10に設けられた保持装置20を移動させることが可能である。飛行体10は、例えば、いわゆるドローンである。飛行体10は、有線式でも無線式でもよい。飛行体10が無線式である場合、飛行体10には、通常、飛行のための電力源としてバッテリーが搭載される。 The aircraft body 10 includes rotary wings (or propellers) for flying. The aircraft body 10 can, for example, hover to maintain a constant altitude. The rotary joints of the rotor include, for example, motors, encoders and reducers. The joint portion is not limited to rotation in the uniaxial direction, and may be rotatable in the biaxial direction. The flying object 10 can move itself to an arbitrary position in the three-dimensional space by driving the motor. As a result, the holding device 20 provided on the flying object 10 can be moved. The aircraft body 10 is, for example, a so-called drone. The aircraft body 10 may be a wired type or a wireless type. When the air vehicle 10 is wireless, the air vehicle 10 is usually equipped with a battery as a power source for flight.

次に、認識装置12について説明する。
認識装置12は、積載領域18に載置された複数の物体Pを認識する。認識装置12は、外部画像センサ12a、および外部画像センサ12aに接続された計算機12bを備える。「画像センサ」とは、対象からの光(例えば反射光で、可視光に限定されない)に基づいて対象の画像を取得するセンサを意味する。外部画像センサ12aは、例えば、積載領域18に載置された複数の物体Pに対して直上または斜め上方に位置する。外部画像センサ12aは、位置が固定されていてもよく、移動可能であってもよい。外部画像センサ12aとして、距離画像センサまたは赤外線ドットパターン投影方式カメラなどの三次元位置計測可能なカメラを利用することができる。赤外線ドットパターン投影方式カメラは、赤外線のドットパターンを対象物に投影し、その状態で積載領域18に載置された物体Pの赤外線画像を撮影する。赤外線画像を解析することで物体Pの3次元情報を得ることが可能である。赤外線ドットパターン投影方式カメラは、カラー画像またはモノクロ画像を撮影することができてもよい。また、外部画像センサ12aは、赤外線ドットパターン投影方式カメラに加えて、カラー画像またはモノクロ画像を取得するカメラなどの光学センサを含んでいてもよい。画像は、例えば、jpg、gif、pngやbmpなどの一般的に用いられている形式の画像データとして取得されてもよい。
Next, the recognition device 12 will be described.
The recognition device 12 recognizes a plurality of objects P placed on the loading area 18. The recognition device 12 includes an external image sensor 12a and a computer 12b connected to the external image sensor 12a. The "image sensor" means a sensor that acquires an image of an object based on light from the object (for example, reflected light, not limited to visible light). The external image sensor 12a is located, for example, directly above or diagonally above the plurality of objects P placed in the loading area 18. The position of the external image sensor 12a may be fixed or may be movable. As the external image sensor 12a, a camera capable of measuring a three-dimensional position such as a distance image sensor or an infrared dot pattern projection camera can be used. The infrared dot pattern projection method camera projects an infrared dot pattern onto an object and captures an infrared image of an object P placed on the loading area 18 in that state. It is possible to obtain three-dimensional information of the object P by analyzing the infrared image. The infrared dot pattern projection camera may be capable of capturing color or monochrome images. Further, the external image sensor 12a may include an optical sensor such as a camera that acquires a color image or a monochrome image in addition to the infrared dot pattern projection type camera. The image may be acquired as image data in commonly used formats such as jpg, gif, png and bmp.

図1に示される例では、3つの外部画像センサ12aが設けられているが、外部画像センサ12aは、1つでもよく、2つでもよく、4つ以上であってもよい。また、外部画像センサ12aの少なくとも1つは、飛行体10に配置されていてもよい。飛行体10に配置されている外部画像センサ12aによって取得された画像は、有線または無線で計算機12bへ送信される。 In the example shown in FIG. 1, three external image sensors 12a are provided, but the number of external image sensors 12a may be one, two, or four or more. Further, at least one of the external image sensors 12a may be arranged on the flying object 10. The image acquired by the external image sensor 12a arranged on the aircraft body 10 is transmitted to the computer 12b by wire or wirelessly.

計算機12bは、外部画像センサ12aから出力される画像データに基づいて物体Pの3次元位置姿勢を算出する。「3次元位置姿勢」とは、物体Pの3次元空間上の位置および向きを意味し、物体Pの形状に関する情報を含んでもよい。算出された位置姿勢を示す位置姿勢情報は、飛行体制御装置14へ出力される。飛行体制御装置14は、位置姿勢情報に基づいて飛行体10を制御する。計算機12bは、例えば、CPU(Central Processing Unit)、メモリ、および補助記憶装置を備える。計算機12bの機能、例えば、物体Pの3次元位置姿勢を算出する機能は、例えば、CPUのような1つ以上のプロセッサがプログラムを実行することにより実現される。なお、計算機12bの機能の一部または全部は、ASIC(Application Specific Integrated Circuits)、PLD(Programmable Logic Device)やFPGA(Field Programmable Gate Array)などのハードウェア(例えば、回路部;circuitry)を用いて実現されてもよい。 The computer 12b calculates the three-dimensional position and orientation of the object P based on the image data output from the external image sensor 12a. The "three-dimensional position / orientation" means the position and orientation of the object P in the three-dimensional space, and may include information regarding the shape of the object P. The calculated position / attitude information indicating the position / attitude is output to the flying object control device 14. The flying object control device 14 controls the flying object 10 based on the position / attitude information. The computer 12b includes, for example, a CPU (Central Processing Unit), a memory, and an auxiliary storage device. The function of the computer 12b, for example, the function of calculating the three-dimensional position and orientation of the object P is realized by executing a program by one or more processors such as a CPU. Note that some or all of the functions of the computer 12b are performed by using hardware such as ASIC (Application Specific Integrated Circuits), PLD (Programmable Logic Device) and FPGA (Field Programmable Gate Array) (for example, circuit unit; circuitry). It may be realized.

次に、搬送装置16について説明する。
搬送装置16は、飛行体10により搬送装置16上に移載された物体Pを搬送する。搬送装置16は、例えば、ベルトコンベア16aおよび搬送制御装置16bを備える。ベルトコンベア16aは、所定の方向に並べた複数のローラと、複数のローラに巻き付けたベルトと、を含む。ベルトコンベア16aは、複数のローラを回転することによりベルトを駆動し、物体Pを搬送する。搬送装置16は、ベルトコンベア16aの代替として、ローラコンベアまたはソータを備えていてもよい。
Next, the transfer device 16 will be described.
The transport device 16 transports the object P transferred onto the transport device 16 by the flying object 10. The transfer device 16 includes, for example, a belt conveyor 16a and a transfer control device 16b. The belt conveyor 16a includes a plurality of rollers arranged in a predetermined direction and a belt wound around the plurality of rollers. The belt conveyor 16a drives the belt by rotating a plurality of rollers and conveys the object P. The transport device 16 may include a roller conveyor or a sorter as an alternative to the belt conveyor 16a.

搬送制御装置16bは、ベルトコンベア16aの駆動を制御する。搬送制御装置16bは、例えば、搬送速度および搬送方向を制御する。搬送制御装置16bは、例えば、CPU、メモリおよび補助記憶装置を備えたコンピュータである。搬送制御装置16bは、予め設定されたプログラムをCPUのようなプロセッサにより実行し、プログラムに従ってベルトコンベア16aの動作を制御する。なお、ベルトコンベア16aの動作は、作業者が搬送制御装置16bを手動で操作することにより制御されてもよい。 The transport control device 16b controls the drive of the belt conveyor 16a. The transport control device 16b controls, for example, the transport speed and the transport direction. The transport control device 16b is, for example, a computer including a CPU, a memory, and an auxiliary storage device. The transport control device 16b executes a preset program by a processor such as a CPU, and controls the operation of the belt conveyor 16a according to the program. The operation of the belt conveyor 16a may be controlled by the operator manually operating the transport control device 16b.

積載領域18は、物体Pが積載または載置される箇所である。積載領域18は、カゴ台車、スチール台車、ボックスパレット、パレット、または棚などであってもよい。 The loading area 18 is a place where the object P is loaded or placed. The loading area 18 may be a basket trolley, a steel trolley, a box pallet, a pallet, a shelf, or the like.

次に、図2から図5を参照して保持装置20について説明する。
図2から図4は、それぞれ保持装置20を示す斜視図、正面図、および側面図である。図5は、図2のF5−F5線に沿う保持装置20の断面図である。図2から図4に示すように、保持装置20は、筐体22、支持部材24、吸着パッド(吸盤ともいう)26、吸引装置28、圧力センサ30、切替弁32、画像センサ基板34、および画像センサ36を備える。この例では、画像センサ36の数は1つであるが、2つ以上であってもよい。また、吸着パッド26は、複数設けられていてもよい。保持装置20は、制御装置や電源部を内包することにより、自律的に単独で動作可能であってよい。吸着パッド26は、「吸着部」の一例である。画像センサ36は、「光量センサ」の一例である。「光量センサ」とは、入射光の光量を検出するセンサであり、カメラなどの画像センサを含む。画像センサ36は、光量を二次元的に検出することができる。ここで、「二次元的に検出する」とは、互いに交差する2つの空間的方向によって規定される平面内において、各方向において少なくとも2点で検出を行うことを意味する。例えば、一般的なカメラでの撮影は二次元的な光量分布の検出を行うことに該当する。画像センサ36による画像撮影は、「光量の二次元的な検出」の一例である。
Next, the holding device 20 will be described with reference to FIGS. 2 to 5.
2 to 4 are a perspective view, a front view, and a side view showing the holding device 20, respectively. FIG. 5 is a cross-sectional view of the holding device 20 along the line F5-F5 of FIG. As shown in FIGS. 2 to 4, the holding device 20 includes a housing 22, a support member 24, a suction pad (also referred to as a suction cup) 26, a suction device 28, a pressure sensor 30, a switching valve 32, an image sensor substrate 34, and An image sensor 36 is provided. In this example, the number of image sensors 36 is one, but it may be two or more. Further, a plurality of suction pads 26 may be provided. The holding device 20 may be able to operate autonomously and independently by including a control device and a power supply unit. The suction pad 26 is an example of a “suction portion”. The image sensor 36 is an example of a “light amount sensor”. The "light amount sensor" is a sensor that detects the amount of incident light, and includes an image sensor such as a camera. The image sensor 36 can detect the amount of light two-dimensionally. Here, "to detect two-dimensionally" means to perform detection at at least two points in each direction in a plane defined by two spatial directions intersecting each other. For example, shooting with a general camera corresponds to detecting a two-dimensional light amount distribution. The image capture by the image sensor 36 is an example of "two-dimensional detection of the amount of light".

筐体22は、長さ方向Xに延びる直方体形の形状を有し、吸引装置28に加えて、後述する制御装置60や電源部62などの要素を収容する。なお、筐体22の形状は直方体形に限定されず、円筒形状など内容物を収容することが可能な立体形状であればよい。筐体22の一側には、飛行体10の本体部に取り付ける取付部38が設けられている。 The housing 22 has a rectangular parallelepiped shape extending in the length direction X, and accommodates elements such as a control device 60 and a power supply unit 62, which will be described later, in addition to the suction device 28. The shape of the housing 22 is not limited to a rectangular parallelepiped shape, and may be a three-dimensional shape capable of accommodating contents such as a cylindrical shape. On one side of the housing 22, a mounting portion 38 to be attached to the main body of the flying object 10 is provided.

支持部材24は、取付部38と反対側で筐体22に設けられて長さ方向Xに延びた円筒状の部材である。支持部材24の先端には吸着パッド26が取り付けられている。図5に示されるように、支持部材24の先端部24aでは、支持部材24の内径が小さくなっており、空気穴24bが形成されている。ここで、「空気穴」とは、当該穴の両側の間で(ここでは、筐体22の内部と外部との間で)空気などの流体が通過可能な穴を意味する。また、支持部材24の先端部24aでは、支持部材24の外縁24cが長さ方向Xに突出し、吸着パッド26を取り囲む。さらに、吸着パッド26を支持部材24に固定するために、リング状の吸着パッド固定部材40が設けられている。吸着パッド26は、支持部材24と吸着パッド固定部材40とに挟まれて支持部材24に対して固定される。なお、支持部材24の形状は、円筒形に限定されない。空気穴24bの形状も、円形に限定されない。また、筐体22と支持部材24との接続部の周りには、リング状の照明装置42が設けられている。照明装置42は、吸着パッド26の外部に配置され、筐体22から支持部材24および吸着パッド26へ向かって(または物体Pに向かって)光を照射する。照明装置42は、例えばLED(Light Emitting Diode)または蛍光灯である。なお、照明装置42の位置は、上記例に限定されず、筐体22上もしくは支持部材24上の任意の場所または飛行体10に設けられてもよい。 The support member 24 is a cylindrical member provided on the housing 22 on the opposite side of the mounting portion 38 and extending in the length direction X. A suction pad 26 is attached to the tip of the support member 24. As shown in FIG. 5, at the tip portion 24a of the support member 24, the inner diameter of the support member 24 is small, and an air hole 24b is formed. Here, the "air hole" means a hole through which a fluid such as air can pass between both sides of the hole (here, between the inside and the outside of the housing 22). Further, at the tip portion 24a of the support member 24, the outer edge 24c of the support member 24 projects in the length direction X and surrounds the suction pad 26. Further, in order to fix the suction pad 26 to the support member 24, a ring-shaped suction pad fixing member 40 is provided. The suction pad 26 is sandwiched between the support member 24 and the suction pad fixing member 40 and fixed to the support member 24. The shape of the support member 24 is not limited to the cylindrical shape. The shape of the air hole 24b is also not limited to a circular shape. Further, a ring-shaped lighting device 42 is provided around the connection portion between the housing 22 and the support member 24. The lighting device 42 is arranged outside the suction pad 26, and irradiates light from the housing 22 toward the support member 24 and the suction pad 26 (or toward the object P). The lighting device 42 is, for example, an LED (Light Emitting Diode) or a fluorescent lamp. The position of the lighting device 42 is not limited to the above example, and may be provided at any place on the housing 22 or the support member 24 or on the flying object 10.

吸着パッド26は、上記のとおり支持部材24に取り付けられる。吸着パッド26は、変形が可能なベローズ(蛇腹)形状を有する。ここで、「ベローズ形状」とは、山折りと谷折りとが交互に繰り返されることにより伸縮可能に形成されたひだ付きの筒状の形状を意味する。なお、吸着パッド26の形状はベローズ形状に限定されず、物体Pの吸着が可能な任意の形状であってよい。吸着パッド26は、物体Pの一面に吸着し、物体Pを保持することができる。吸着パッド26は、物体Pの吸着時に変形することができる。吸着パッド26は、空気などが通過可能な空洞26aを内部に有し、支持部材24の空気穴24bを通じて筐体22内部の吸引装置28に連通する。なお、本実施形態では、吸着パッド26と支持部材24とを合わせて「吸着ユニット27」と称する。また、吸着パッド26の空洞26aと、支持部材24の空気穴24bとを合わせて「空洞部27a」と称する。 The suction pad 26 is attached to the support member 24 as described above. The suction pad 26 has a deformable bellows shape. Here, the "bellows shape" means a tubular shape with folds formed so as to be stretchable by alternately repeating mountain folds and valley folds. The shape of the suction pad 26 is not limited to the bellows shape, and may be any shape capable of sucking the object P. The suction pad 26 can suck the object P on one surface and hold the object P. The suction pad 26 can be deformed when the object P is sucked. The suction pad 26 has a cavity 26a through which air or the like can pass, and communicates with the suction device 28 inside the housing 22 through the air hole 24b of the support member 24. In the present embodiment, the suction pad 26 and the support member 24 are collectively referred to as a “suction unit 27”. Further, the cavity 26a of the suction pad 26 and the air hole 24b of the support member 24 are collectively referred to as a “cavity 27a”.

吸引装置28は、筐体22の内部に設けられる。吸引装置28は、吸引装置28から支持部材24の方へ延びる第1チューブ50と支持部材24の空気穴24bとを介して吸着パッド26と連通する。第1チューブ50は、支持部材24が設けられた筐体22の一面まで延びており、吸引装置28と吸着パッド26との間に流体(例えば気体)が流れる流路を形成する。吸引装置28としては、例えば、真空ポンプが使用され得る。あるいは、加圧装置と真空発生器を組み合わせて負圧を発生させる吸引装置などが使用されてもよい。保持装置20を飛行体10に搭載することを考慮すると、吸引装置28は小型であることが望ましい。第1チューブ50は、吸引装置28による吸引によってつぶれないことが望ましい。 The suction device 28 is provided inside the housing 22. The suction device 28 communicates with the suction pad 26 via the first tube 50 extending from the suction device 28 toward the support member 24 and the air hole 24b of the support member 24. The first tube 50 extends to one surface of the housing 22 provided with the support member 24, and forms a flow path through which a fluid (for example, gas) flows between the suction device 28 and the suction pad 26. As the suction device 28, for example, a vacuum pump can be used. Alternatively, a suction device or the like that generates a negative pressure by combining a pressurizing device and a vacuum generator may be used. Considering that the holding device 20 is mounted on the flying object 10, it is desirable that the suction device 28 is small. It is desirable that the first tube 50 is not crushed by suction by the suction device 28.

圧力センサ30は、第1チューブ50に取り付けられている。圧力センサ30は、第1チューブ50の内部の気体の圧力を検出する。 The pressure sensor 30 is attached to the first tube 50. The pressure sensor 30 detects the pressure of the gas inside the first tube 50.

切替弁32は、第1チューブ50から分岐して筐体22の側面まで延びた第2チューブ52の内部(例えば第2チューブ52の先端)に設けられている。第2チューブ52は、吸引装置28と大気圧空間との間に気体が流れる流路を形成する。言い換えれば、吸着パッド26に接続される第1チューブ50と切替弁32に接続される第2チューブ52とは、合流して吸引装置28に接続される。吸着パッド26に接続される第1チューブ50と切替弁32に接続される第2チューブ52とは、吸引装置28内で連通している。切替弁32は、後述する切替弁駆動回路66により、弁が完全に開放されて第2チューブ52の内部と大気圧空間とが連通する開状態と、弁が完全に閉鎖されて第2チューブ52の内部と大気圧空間とが連通しない閉状態と、の間で切り替えられる。切替弁32は、開状態および閉状態以外に、開状態と閉状態との間の弁が部分的に開放された状態で保持されることができてもよい。切替弁32としては、例えば、電磁ソレノイドと遮断板部材とを組み合わせたものや電磁回転モータと流路遮断板部材を組み合わせたものが使用され得るが、開状態と閉状態とを切り替える弁の機能を果たすことができるものであれば任意の機構が使用されてよい。 The switching valve 32 is provided inside the second tube 52 (for example, the tip of the second tube 52) that branches off from the first tube 50 and extends to the side surface of the housing 22. The second tube 52 forms a flow path through which gas flows between the suction device 28 and the atmospheric pressure space. In other words, the first tube 50 connected to the suction pad 26 and the second tube 52 connected to the switching valve 32 merge and are connected to the suction device 28. The first tube 50 connected to the suction pad 26 and the second tube 52 connected to the switching valve 32 communicate with each other in the suction device 28. The switching valve 32 is in an open state in which the valve is completely opened and the inside of the second tube 52 communicates with the atmospheric pressure space by the switching valve drive circuit 66 described later, and the valve is completely closed and the second tube 52 is closed. It can be switched between the closed state where the inside of the space and the atmospheric pressure space do not communicate. The switching valve 32 may be held in a state in which the valve between the open state and the closed state is partially opened, in addition to the open state and the closed state. As the switching valve 32, for example, a combination of an electromagnetic solenoid and a shutoff plate member or a combination of an electromagnetic rotary motor and a flow path cutoff plate member can be used, but the function of the valve for switching between the open state and the closed state. Any mechanism may be used as long as it can fulfill the above.

画像センサ基板34は、画像センサ36の回路基板である。画像センサ基板34は、複数の弾性部材44を介して支持部材24に支持される。画像センサ基板34の主面(検出表面ともいう)上には、画像センサ36が搭載される。画像センサ基板34は、吸着パッド26の後ろ側に配置される。ここで、「吸着パッドの後ろ側に配置される」とは、吸引方向において吸着パッド26の下流に配置されることを意味する。すなわち、画像センサ基板34は、支持部材24の内部に配置される。ただし、画像センサ基板34は、吸引方向において支持部材24の上流で吸着パッド26の内部に配置されてもよい。言い換えると、画像センサ基板34および画像センサ36は、筐体22、支持部材24、吸着パッド26、および物体Pにより形成されることになる密閉空間の内部に位置する。すなわち、画像センサ基板34および画像センサ36は、吸着ユニット27の内部に位置する。より具体的には、画像センサ基板34および画像センサ36は、吸着ユニット27の空洞部27aに配置される。画像センサ基板34は、例えば長方形状であるが、吸着パッド26と吸引装置28との間の流路が確保される限り、任意の形状であってよい。画像センサ基板34の主面は、吸着パッド26側を向いている。弾性部材44は、弾性材料(例えばゴム)から成る4本の支柱であり、画像センサ基板34を支持部材24に接続する。なお、弾性部材44の数や構成はこれに限定されない。 The image sensor board 34 is a circuit board of the image sensor 36. The image sensor substrate 34 is supported by the support member 24 via a plurality of elastic members 44. The image sensor 36 is mounted on the main surface (also referred to as the detection surface) of the image sensor substrate 34. The image sensor substrate 34 is arranged behind the suction pad 26. Here, "arranged behind the suction pad" means that it is arranged downstream of the suction pad 26 in the suction direction. That is, the image sensor substrate 34 is arranged inside the support member 24. However, the image sensor substrate 34 may be arranged inside the suction pad 26 upstream of the support member 24 in the suction direction. In other words, the image sensor substrate 34 and the image sensor 36 are located inside a closed space that will be formed by the housing 22, the support member 24, the suction pad 26, and the object P. That is, the image sensor substrate 34 and the image sensor 36 are located inside the suction unit 27. More specifically, the image sensor substrate 34 and the image sensor 36 are arranged in the cavity portion 27a of the suction unit 27. The image sensor substrate 34 has, for example, a rectangular shape, but may have any shape as long as a flow path between the suction pad 26 and the suction device 28 is secured. The main surface of the image sensor substrate 34 faces the suction pad 26 side. The elastic member 44 is four columns made of an elastic material (for example, rubber), and connects the image sensor substrate 34 to the support member 24. The number and configuration of the elastic members 44 are not limited to this.

画像センサ36は、画像センサ基板34上に搭載される。画像センサ基板34および画像センサ36は、画像センサ36が吸着パッド26の空洞26aを通して外部から視認できる位置に設けられている。すなわち、画像センサ36は、吸着パッド26の空洞26aを通して吸着パッド26の外部を撮影することのできる位置に設けられている。画像センサ36は、例えば、パッシブ型の画像センサ(例えばカメラ)である。ここで、「パッシブ型のセンサ」とは、対象物への能動的な働きかけ(例えば対象への光照射)を行わず、対象物からの信号(例えば対象物からの反射光)などを読み取るセンサを意味する。画像センサ36は、例えば、CCD素子やCMOS素子などの光を読み取る極小サイズの素子の集合体と、入射光を集光するレンズとを含む。撮影対象物からの光がレンズなどの光学系を通して素子上に像を結ぶ。画像センサ36は、各素子上に結像した光の光量を検出し、電気信号に変換することができる。画像センサ36は、この電気信号に基づいて画像データを生成する。また、例えば、得られた画像中の画像の明るさの不連続な変化を特定することにより、画像中の特徴部分が抽出され得る。具体的には、画像中の対象物のエッジなどを検出することにより、対象物の大きさ、面積、位置、重心などの特徴量を算出することが可能である。また、同様の画像処理により、対象物の表面上の特徴部(例えば模様や印字、ラベル、テープ、突起部、凹部など)の大きさや位置なども抽出することが可能である。このように、画像センサ36により取得された画像データに基づき、対象物の特徴量を非接触で測定することが可能である。なお、こうした画像処理は、画像センサ36が行ってもよく、後述する制御装置60などが行ってもよい。 The image sensor 36 is mounted on the image sensor board 34. The image sensor substrate 34 and the image sensor 36 are provided at positions where the image sensor 36 can be visually recognized from the outside through the cavity 26a of the suction pad 26. That is, the image sensor 36 is provided at a position where the outside of the suction pad 26 can be photographed through the cavity 26a of the suction pad 26. The image sensor 36 is, for example, a passive image sensor (for example, a camera). Here, the "passive type sensor" is a sensor that reads a signal from an object (for example, reflected light from the object) without actively acting on the object (for example, irradiating the object with light). Means. The image sensor 36 includes, for example, an aggregate of extremely small-sized elements such as a CCD element and a CMOS element that read light, and a lens that collects incident light. Light from the object to be photographed forms an image on the element through an optical system such as a lens. The image sensor 36 can detect the amount of light formed on each element and convert it into an electric signal. The image sensor 36 generates image data based on this electric signal. Further, for example, by identifying a discontinuous change in the brightness of the image in the obtained image, a feature portion in the image can be extracted. Specifically, by detecting the edge of the object in the image, it is possible to calculate the feature amount such as the size, area, position, and center of gravity of the object. Further, by the same image processing, it is possible to extract the size and position of feature portions (for example, patterns, prints, labels, tapes, protrusions, recesses, etc.) on the surface of the object. In this way, it is possible to measure the feature amount of the object in a non-contact manner based on the image data acquired by the image sensor 36. The image sensor 36 may perform such image processing, or a control device 60 or the like described later may perform such image processing.

画像センサ36は、物体Pが吸着パッド26に近接していることを検出するために使用され得る。吸着パッド26および画像センサ36は、画像センサ基板34の主面側に位置しており、画像センサ36への物体Pの接近は、吸着パッド26への物体Pの接近と見なすことができる。なお、画像センサ36の配置は、図5に示される例に限定されるものではなく、種々の形態を取り得る。 The image sensor 36 can be used to detect that the object P is in close proximity to the suction pad 26. The suction pad 26 and the image sensor 36 are located on the main surface side of the image sensor substrate 34, and the approach of the object P to the image sensor 36 can be regarded as the approach of the object P to the suction pad 26. The arrangement of the image sensor 36 is not limited to the example shown in FIG. 5, and may take various forms.

図6に画像センサ36の配置例を示す。画像センサ36が画像センサ基板34は、画角を確保するために、吸着パッド26の吸着方向に対して略直交する平面内で吸着パッド26の中央に設置されることが望ましい。図6では、画像センサ基板34は、吸着パッド26内の流路上に設置されている。画像センサ基板34が流路を塞がないように、画像センサ基板34の四隅が弾性部材44により支持され、空気穴24bを有する支持部材24と画像センサ基板34との間に距離が設けられている。吸引装置28により外環境から吸着パッド26内部へ吸引された空気は、空気穴24bを通過した後、空気穴24bと画像センサ基板34との間の空間から弾性部材44の間を通過して吸引装置28の方へ向かう。なお、画像センサ基板34の固定方法は、図6に示す構成に限定されず、流路が確保される任意の構成であってよい。また、吸着パッド26の内部に配置された画像センサ36からの配線などが吸着パッド26の外部に延びる場合、例えば、吸着パッド26内部(負圧が印加される閉空間)と外部(大気)とを連通させるような貫通孔が支持部材24に設けられる。当該貫通孔に配線などが通されることにより、配線などが吸着パッド26の内部から外部へ延びることができる。このような場合、貫通孔からの空気漏れを防止するために、接着剤などを塗布して貫通孔を埋めることが望ましい。 FIG. 6 shows an arrangement example of the image sensor 36. It is desirable that the image sensor 36 is installed in the center of the suction pad 26 in a plane substantially orthogonal to the suction direction of the suction pad 26 in order to secure the angle of view of the image sensor substrate 34. In FIG. 6, the image sensor substrate 34 is installed on the flow path in the suction pad 26. The four corners of the image sensor board 34 are supported by elastic members 44 so that the image sensor board 34 does not block the flow path, and a distance is provided between the support member 24 having the air holes 24b and the image sensor board 34. There is. The air sucked from the external environment into the suction pad 26 by the suction device 28 passes through the air hole 24b, and then passes between the elastic member 44 from the space between the air hole 24b and the image sensor substrate 34 and is sucked. Head towards device 28. The method of fixing the image sensor substrate 34 is not limited to the configuration shown in FIG. 6, and may be any configuration in which the flow path is secured. Further, when the wiring from the image sensor 36 arranged inside the suction pad 26 extends to the outside of the suction pad 26, for example, the inside of the suction pad 26 (closed space to which negative pressure is applied) and the outside (atmosphere). The support member 24 is provided with a through hole for communicating with the support member 24. By passing the wiring or the like through the through hole, the wiring or the like can extend from the inside to the outside of the suction pad 26. In such a case, in order to prevent air leakage from the through hole, it is desirable to apply an adhesive or the like to fill the through hole.

図7は、画像センサ36を用いた吸着パッド26と物体Pとの近接判定の一例を示す。図7中の(a)は、吸着パッド26が物体Pから離れている状態を示し、図7中の(b)は、図7中の(a)に示す状態において吸着パッド26内部の画像センサ36により取得される画像の概略図を示す。図7中の(c)は、吸着パッド26が物体Pに接近している状態を示し、図7中の(d)は、図7中の(c)に示す状態において画像センサ36により取得される画像の概略図を示す。図7中の(e)は、吸着パッド26が物体Pに接触している状態を示し、図7中の(f)は、図7中の(e)に示す状態において画像センサ36により取得される画像の概略図を示す。 FIG. 7 shows an example of proximity determination between the suction pad 26 and the object P using the image sensor 36. FIG. 7A shows a state in which the suction pad 26 is separated from the object P, and FIG. 7B shows an image sensor inside the suction pad 26 in the state shown in FIG. 7A. The schematic diagram of the image acquired by 36 is shown. (C) in FIG. 7 shows a state in which the suction pad 26 is approaching the object P, and (d) in FIG. 7 is acquired by the image sensor 36 in the state shown in (c) in FIG. The schematic diagram of the image is shown. FIG. 7 (e) shows a state in which the suction pad 26 is in contact with the object P, and FIG. 7 (f) is acquired by the image sensor 36 in the state shown in FIG. 7 (e). The schematic diagram of the image is shown.

図7に示すように、吸着パッド26が物体Pに接近するにつれて、画像センサ36の画角内で物体Pの占める面積の割合が増加する。すなわち、画像センサ36により取得された画像全体に占める物体Pの面積の割合が増加する。これに基づき、吸着パッド26と物体Pとの間の距離を見積もることが可能である。
具体的には、様々な大きさの物体Pに対して、物体Pの上空に飛行体10が位置している場合の、吸着パッド26と物体Pとの高さ方向の距離と、画像センサ36の画像全体に占める物体Pの面積の割合との対応を列挙した参照テーブルが予め作成される。この参照テーブルは、制御装置60または保持装置20に予め記憶される。実際の移載時には、移載対象である物体Pの大きさが認識装置12により見積もられる。制御装置60は、認識装置12により見積もられた物体Pの大きさと、画像センサ36の画像全体に占める物体Pの面積の割合とに基づき、参照テーブルを参照して吸着パッド26と物体Pとの距離を見積もることができる。
あるいは、第1タイミングにおいて認識装置12により取得された吸着パッド26と物体Pとの間の距離に関する情報と、略同じ第1タイミングにおける画像センサ36の画像とが対応付けられる。また、第1タイミングと異なる第2タイミングにおいて認識装置12により取得された吸着パッド26と物体Pとの間の距離に関する情報と、略同じ第2タイミングにおける画像センサ36の画像とが対応付けられる。制御装置60は、これら2つの対応関係に基づき、吸着パッド26と物体Pとの間の距離と画像センサ36の画像全体に占める物体Pの面積の割合との関係を推定することができる。制御装置60は、このように推定された関係に基づき(例えば外挿または内挿により)、任意のタイミングにおける画像センサ36の画像全体に占める物体Pの面積の割合から吸着パッド26と物体Pとの間の距離を見積もることができる。
なお、物体P全体の面積に代えて、物体Pの全部または一部の大きさ(例えば長さや幅)の変化、または物体Pの表面上の特徴部の大きさの変化に基づき、吸着パッド26と物体Pとの間の距離が見積もられてもよい。
As shown in FIG. 7, as the suction pad 26 approaches the object P, the ratio of the area occupied by the object P within the angle of view of the image sensor 36 increases. That is, the ratio of the area of the object P to the entire image acquired by the image sensor 36 increases. Based on this, it is possible to estimate the distance between the suction pad 26 and the object P.
Specifically, the distance between the suction pad 26 and the object P in the height direction when the flying object 10 is located above the object P with respect to the objects P of various sizes, and the image sensor 36. A reference table is created in advance that lists the correspondence with the ratio of the area of the object P to the entire image of. This reference table is stored in advance in the control device 60 or the holding device 20. At the time of actual transfer, the size of the object P to be transferred is estimated by the recognition device 12. The control device 60 refers to the suction pad 26 and the object P based on the size of the object P estimated by the recognition device 12 and the ratio of the area of the object P to the entire image of the image sensor 36. Can be estimated.
Alternatively, the information regarding the distance between the suction pad 26 and the object P acquired by the recognition device 12 at the first timing is associated with the image of the image sensor 36 at substantially the same first timing. Further, the information regarding the distance between the suction pad 26 and the object P acquired by the recognition device 12 at the second timing different from the first timing is associated with the image of the image sensor 36 at substantially the same second timing. Based on these two correspondences, the control device 60 can estimate the relationship between the distance between the suction pad 26 and the object P and the ratio of the area of the object P to the entire image of the image sensor 36. Based on the relationship estimated in this way (for example, by extrapolation or interpolation), the control device 60 includes the suction pad 26 and the object P from the ratio of the area of the object P to the entire image of the image sensor 36 at an arbitrary timing. The distance between can be estimated.
The suction pad 26 is based on a change in the size (for example, length or width) of all or part of the object P, or a change in the size of a feature portion on the surface of the object P, instead of the area of the entire object P. The distance between the object P and the object P may be estimated.

また、吸着パッド26が物体Pに吸着した際に、吸着パッド26内部が閉空間となり外光が吸着パッド26により減衰または遮断されるため、画像センサ36により検出される光量は吸着前後で変化する。このため、画像センサ36により検出された光量の変化に基づいて、吸着パッド26と物体Pとの吸着状態を判定することができる。画像センサ36の有する光検出素子が受光した光量が第1の光量閾値以上である場合、吸着パッド26は物体Pに吸着していない状態であると判定され得る。画像センサ36の光検出素子が受光した光量が第2の光量閾値以下である場合、吸着パッド26は物体Pに吸着している状態であると判定され得る。第2の光量閾値は、第1の光量閾値と略等しいまたは第1の光量閾値より小さい。
さらに、吸着パッド26により物体Pが保持されている場合において、物体Pの保持状態が変化すると、吸着パッド26内部の画像センサ36により検出された光量が変化し得る。例えば、画像センサ36により検出された光量が変化して第1の光量閾値以上になった場合、吸着パッド26が保持している物体Pは存在しないと判定され得る。この場合、物体Pが落下したと判定することが可能である。このようにして、物体Pの運搬中における物体Pの落下を検知することも可能である。また、例えば、画像センサ36により検出された光量の時間変化が大きい場合にも、物体Pの保持状態に何らかの変化が生じたと判定することが可能である。
Further, when the suction pad 26 is sucked on the object P, the inside of the suction pad 26 becomes a closed space and the outside light is attenuated or blocked by the suction pad 26, so that the amount of light detected by the image sensor 36 changes before and after the suction. .. Therefore, the suction state between the suction pad 26 and the object P can be determined based on the change in the amount of light detected by the image sensor 36. When the amount of light received by the photodetector element of the image sensor 36 is equal to or greater than the first light amount threshold value, it can be determined that the adsorption pad 26 is not adsorbed on the object P. When the amount of light received by the light detection element of the image sensor 36 is equal to or less than the second light amount threshold value, it can be determined that the suction pad 26 is in a state of being sucked by the object P. The second light intensity threshold is substantially equal to or smaller than the first light intensity threshold.
Further, when the object P is held by the suction pad 26, if the holding state of the object P changes, the amount of light detected by the image sensor 36 inside the suction pad 26 may change. For example, when the amount of light detected by the image sensor 36 changes to be equal to or greater than the first light amount threshold value, it can be determined that the object P held by the suction pad 26 does not exist. In this case, it is possible to determine that the object P has fallen. In this way, it is also possible to detect the fall of the object P during transportation of the object P. Further, for example, even when the time change of the amount of light detected by the image sensor 36 is large, it is possible to determine that some change has occurred in the holding state of the object P.

なお、本実施形態では画像センサ36が1つだけ設けられているが、より広い視野を実現するために、または物体Pの立体視を可能にするために、2つ以上の画像センサが設けられてもよい。 In this embodiment, only one image sensor 36 is provided, but two or more image sensors are provided in order to realize a wider field of view or to enable stereoscopic viewing of the object P. You may.

次に、図8を参照して、保持装置20の制御について説明する。
図8は、保持装置20の制御系を示すブロック図である。保持装置20は、制御装置(制御部ともいう)60、電源部62、DCDCコンバータ64、切替弁駆動回路(切替弁ドライバ回路)66、および吸引装置駆動回路(吸引装置ドライバ回路)68をさらに備える。これらは、筐体22の内部に収容される。なお、これらは筐体22の外部に配置されてもよい。
Next, the control of the holding device 20 will be described with reference to FIG.
FIG. 8 is a block diagram showing a control system of the holding device 20. The holding device 20 further includes a control device (also referred to as a control unit) 60, a power supply unit 62, a DCDC converter 64, a switching valve drive circuit (switching valve driver circuit) 66, and a suction device drive circuit (suction device driver circuit) 68. .. These are housed inside the housing 22. These may be arranged outside the housing 22.

制御装置60は、吸引装置28および切替弁32を制御する。具体的には、制御装置60は、吸引装置28の駆動および停止を選択的に指示する駆動指令を吸引装置駆動回路68へ送信する。同様に、制御装置60は、切替弁32の開状態と閉状態との切替などを指示する駆動指令を切替弁駆動回路66へ送信する。 The control device 60 controls the suction device 28 and the switching valve 32. Specifically, the control device 60 transmits a drive command for selectively instructing the drive and stop of the suction device 28 to the suction device drive circuit 68. Similarly, the control device 60 transmits a drive command instructing switching between the open state and the closed state of the switching valve 32 to the switching valve drive circuit 66.

大気から流路に気体を供給して吸着パッド26内部の圧力を大気圧と略等しくするためには、制御装置60は、切替弁32を開状態にし、第1チューブ50内部と大気圧空間とを連通させる。一方、吸着パッド26に気体を吸引させるためには、制御装置60は、切替弁32を閉状態にする。この状態で、吸引装置28は、第1チューブ50を通じて吸着パッド26から気体を吸引する。 In order to supply gas from the atmosphere to the flow path and make the pressure inside the suction pad 26 substantially equal to the atmospheric pressure, the control device 60 opens the switching valve 32 and sets the inside of the first tube 50 and the atmospheric pressure space. To communicate. On the other hand, in order for the suction pad 26 to suck the gas, the control device 60 closes the switching valve 32. In this state, the suction device 28 sucks the gas from the suction pad 26 through the first tube 50.

制御装置60は、第1チューブ50に設けられた圧力センサ30によって検出された圧力に基づいて、吸引装置28による吸引を継続するかどうかを決定する。例えば、圧力センサ30により検出された第1チューブ50内部の圧力が第1の圧力閾値よりも低い場合、制御装置60は、第1チューブ50内部の圧力が十分に低いと判定して、吸引装置28の駆動を停止することができる。さらに、制御装置60は、圧力センサ30によって検出された圧力に基づいて、吸着パッド26による物体Pの保持が成功したか否かを判定する。例えば、保持動作が行われた後に、圧力センサ30により検出された圧力が第2の圧力閾値よりも高い場合、または保持動作の前後における圧力の変化が圧力変化閾値以下であった場合、制御装置60は、物体Pの保持が失敗したと判定することができる。ここで、第1の圧力閾値は、第2の圧力閾値と略等しいまたは第1の圧力閾値より高い。なお、圧力センサ30の代わりに、または圧力センサ30に加えて、流量センサが設けられていてもよい。流量センサは、第1チューブ50内部の気体の流量を検出し、制御装置60は、流量センサによって検出された流量に基づいて、吸引装置28による吸引を継続するかどうかを決定してもよい。 The control device 60 determines whether to continue the suction by the suction device 28 based on the pressure detected by the pressure sensor 30 provided in the first tube 50. For example, when the pressure inside the first tube 50 detected by the pressure sensor 30 is lower than the first pressure threshold value, the control device 60 determines that the pressure inside the first tube 50 is sufficiently low, and the suction device. The drive of 28 can be stopped. Further, the control device 60 determines whether or not the holding of the object P by the suction pad 26 is successful based on the pressure detected by the pressure sensor 30. For example, if the pressure detected by the pressure sensor 30 is higher than the second pressure threshold value after the holding operation is performed, or if the pressure change before and after the holding operation is equal to or less than the pressure change threshold value, the control device. 60 can determine that the holding of the object P has failed. Here, the first pressure threshold is substantially equal to or higher than the first pressure threshold. A flow rate sensor may be provided in place of the pressure sensor 30 or in addition to the pressure sensor 30. The flow rate sensor may detect the flow rate of the gas inside the first tube 50, and the control device 60 may determine whether to continue the suction by the suction device 28 based on the flow rate detected by the flow rate sensor.

制御装置60は、圧力センサ30からのセンサ信号や、吸引装置28および切替弁32の駆動状態を表す情報などを上位コントローラ70に無線または有線で送信する。上位コントローラ70は、例えば、飛行体制御装置14および/または飛行体10内の制御装置60を含む。保持装置20は、IoT(Internet of Things)デバイスとして利用されてもよい。 The control device 60 wirelessly or wiredly transmits a sensor signal from the pressure sensor 30, information indicating the driving state of the suction device 28 and the switching valve 32, and the like to the host controller 70. The host controller 70 includes, for example, a flying object controller 14 and / or a controlling device 60 within the flying object 10. The holding device 20 may be used as an IoT (Internet of Things) device.

電源部62は、例えば、充電式バッテリーである。電源部62は、制御装置60、圧力センサ30、切替弁駆動回路66、および吸引装置駆動回路68に電力を供給する。DCDCコンバータ64は、電源部62から供給される電力を変圧する。圧力センサ30、切替弁駆動回路66、および吸引装置駆動回路68は、DCDCコンバータ64を介して電源部62から電力を供給される。電源部62は、保持装置20が飛行体10と共有してもよく、保持装置20専用の電源部62が設けられてもよい。 The power supply unit 62 is, for example, a rechargeable battery. The power supply unit 62 supplies electric power to the control device 60, the pressure sensor 30, the switching valve drive circuit 66, and the suction device drive circuit 68. The DCDC converter 64 transforms the electric power supplied from the power supply unit 62. The pressure sensor 30, the switching valve drive circuit 66, and the suction device drive circuit 68 are supplied with electric power from the power supply unit 62 via the DCDC converter 64. The power supply unit 62 may be shared by the holding device 20 with the flying object 10, or may be provided with a power supply unit 62 dedicated to the holding device 20.

次に、図9を参照して、制御装置60による保持装置20の制御についてより詳細に説明する。
図9は、制御装置60による保持装置20の制御の詳細を示すブロック図である。図9に示すように、制御装置60は、コマンド生成部74、動作モード格納部76、目標指令値生成部78、駆動制御部80、判定部82、および信号処理部84を含む。制御装置60は、入力部72からの入力を受け付けるとともに、駆動部86への出力を行う。駆動部86は、図8に示した切替弁駆動回路66および吸引装置駆動回路68を含む。
Next, the control of the holding device 20 by the control device 60 will be described in more detail with reference to FIG.
FIG. 9 is a block diagram showing details of control of the holding device 20 by the control device 60. As shown in FIG. 9, the control device 60 includes a command generation unit 74, an operation mode storage unit 76, a target command value generation unit 78, a drive control unit 80, a determination unit 82, and a signal processing unit 84. The control device 60 receives the input from the input unit 72 and outputs the output to the drive unit 86. The drive unit 86 includes a switching valve drive circuit 66 and a suction device drive circuit 68 shown in FIG.

入力部72は、動作命令をコマンド生成部74に送る。コマンド生成部74は、動作命令に応じて各作業プロセスで必要となる動作手順を動作コマンドとして生成する。コマンド生成部74は、実行される動作コマンドに応じた動作モード情報を動作モード格納部76に送る。動作モード格納部76は、動作モード情報を格納する。動作モード格納部76は、移載対象となる物体Pの形状、重量、柔軟性などの属性データをさらに格納する。動作モードは、例えば、切替弁32を開状態にする動作、切替弁32を閉状態にする動作、吸引装置28を駆動する動作、および吸引装置28の駆動を停止する動作などである。また、画像センサ36の検出結果に基づいて生成される動作コマンドが変更されてもよい。例えば、物体Pが他の物体と混在している場合に吸着パッド26が誤って他の物体Pを吸着することなどを抑止するために、画像センサ36により取得された画像と予め登録された物体Pの画像とがある程度一致している場合に吸着動作が開始されるようにコマンド生成部74が動作コマンドを生成してもよい。 The input unit 72 sends an operation command to the command generation unit 74. The command generation unit 74 generates an operation procedure required in each work process as an operation command according to the operation command. The command generation unit 74 sends operation mode information according to the operation command to be executed to the operation mode storage unit 76. The operation mode storage unit 76 stores the operation mode information. The operation mode storage unit 76 further stores attribute data such as the shape, weight, and flexibility of the object P to be transferred. The operation mode includes, for example, an operation of opening the switching valve 32, an operation of closing the switching valve 32, an operation of driving the suction device 28, an operation of stopping the drive of the suction device 28, and the like. Further, the operation command generated based on the detection result of the image sensor 36 may be changed. For example, in order to prevent the suction pad 26 from accidentally sucking another object P when the object P is mixed with another object, the image acquired by the image sensor 36 and the pre-registered object The command generation unit 74 may generate an operation command so that the suction operation is started when the image of P matches the image to some extent.

入力部72からの動作命令は、保持装置20の一連の動作に関する命令であり、例えばプログラムの形態で制御装置60において保持される。動作命令は、入力部72によりパネル表示された命令コマンドを作業者がタッチすることで生成されてもよいし、作業者の音声により生成されてもよい。入力部72は、飛行体10と一体であってもよいし、有線または無線で飛行体10に命令を送信できるものでもよい。 The operation command from the input unit 72 is a command related to a series of operations of the holding device 20, and is held in the control device 60 in the form of a program, for example. The operation command may be generated by the operator touching the command command displayed on the panel by the input unit 72, or may be generated by the voice of the operator. The input unit 72 may be integrated with the flying object 10, or may be capable of transmitting a command to the flying object 10 by wire or wirelessly.

目標指令値生成部78は、コマンド生成部74から切替弁32または吸引装置28に対する動作コマンドを受け取る。目標指令値生成部78は、切替弁32または吸引装置28の目標値を算出し、切替弁32または吸引装置28の駆動に関する目標指令値を生成する。 The target command value generation unit 78 receives an operation command for the switching valve 32 or the suction device 28 from the command generation unit 74. The target command value generation unit 78 calculates the target value of the switching valve 32 or the suction device 28, and generates the target command value related to the drive of the switching valve 32 or the suction device 28.

駆動制御部80は、目標指令値生成部78から切替弁32または吸引装置28の目標指令値を受け取り、目標指令値に応じて切替弁32または吸引装置28を駆動するための駆動指示を生成する。 The drive control unit 80 receives the target command value of the switching valve 32 or the suction device 28 from the target command value generation unit 78, and generates a drive instruction for driving the switching valve 32 or the suction device 28 according to the target command value. ..

駆動部86は、駆動制御部80から切替弁32または吸引装置28の駆動指示を受け取り、切替弁32または吸引装置28の駆動出力を生成する。切替弁32は、駆動部86から駆動出力を受け取り、供給される気体の量や特性(負圧側と連通、大気圧と連通)を調整する。 The drive unit 86 receives a drive instruction of the switching valve 32 or the suction device 28 from the drive control unit 80, and generates a drive output of the switching valve 32 or the suction device 28. The switching valve 32 receives a drive output from the drive unit 86 and adjusts the amount and characteristics of the supplied gas (communication with the negative pressure side and communication with the atmospheric pressure).

吸引装置28は、駆動部86から駆動出力を受け取り、駆動出力に従って吸引を開始または停止する。 The suction device 28 receives a drive output from the drive unit 86, and starts or stops suction according to the drive output.

圧力センサ30は、吸着パッド26の吸引動作をセンシングし、センサ信号を生成する。センサ信号は、例えば電圧信号である。画像センサ36は、画像センサ36に入射した光の強度および波長などをセンシングし、これらに基づく画像データに対応するセンサ信号を生成する。センサ信号は、例えば電圧信号である。なお、本実施形態では、画像センサ36により取得された画像データなどに基づいて制御装置60が吸着パッド26と物体Pとの距離の見積もりや吸着パッド26と物体Pとの近接判定を行うが、制御装置60の代わりに画像センサ36がこのような見積もりや判定を行ってもよい。 The pressure sensor 30 senses the suction operation of the suction pad 26 and generates a sensor signal. The sensor signal is, for example, a voltage signal. The image sensor 36 senses the intensity and wavelength of the light incident on the image sensor 36, and generates a sensor signal corresponding to the image data based on these. The sensor signal is, for example, a voltage signal. In the present embodiment, the control device 60 estimates the distance between the suction pad 26 and the object P and determines the proximity of the suction pad 26 and the object P based on the image data acquired by the image sensor 36. The image sensor 36 may make such an estimation or determination instead of the control device 60.

信号処理部84は、圧力センサ30、および画像センサ36からセンサ信号を受け取り、センサ信号に対して信号増幅およびアナログデジタル変換などを含む信号処理を行う。 The signal processing unit 84 receives the sensor signal from the pressure sensor 30 and the image sensor 36, and performs signal processing including signal amplification and analog-digital conversion on the sensor signal.

判定部82は、信号処理部84から変換されたセンサ信号を受け取る。判定部82は、センサ信号に応じて、気体供給の調整の必要性や物体Pの保持の有無を判定する。判定部82は、判定結果に応じて、コマンド生成部74から動作モード情報を受け取る。判定部82は、動作モード情報に対応する切替弁32の動作を動作モード格納部76から抽出する。判定部82は、切替弁32の開状態と閉状態との切替えなどのコマンドを生成する。判定部82は、コマンド生成部74に対して目標値を修正する戻り値コマンドを生成する。戻り値コマンドにより、コマンド生成部74は、現状の動作に適した対応処理動作を実行でき、保持装置20の動作の信頼性および確実性を確保する。 The determination unit 82 receives the sensor signal converted from the signal processing unit 84. The determination unit 82 determines the necessity of adjusting the gas supply and the presence / absence of holding of the object P according to the sensor signal. The determination unit 82 receives operation mode information from the command generation unit 74 according to the determination result. The determination unit 82 extracts the operation of the switching valve 32 corresponding to the operation mode information from the operation mode storage unit 76. The determination unit 82 generates a command such as switching between the open state and the closed state of the switching valve 32. The determination unit 82 generates a return value command for modifying the target value for the command generation unit 74. By the return value command, the command generation unit 74 can execute the corresponding processing operation suitable for the current operation, and secures the reliability and certainty of the operation of the holding device 20.

上述した制御装置60の機能の一部または全部は、飛行体制御装置14により実現されてもよく、飛行体10内の制御装置60により実現されてもよい。 A part or all of the functions of the control device 60 described above may be realized by the flying object control device 14, or may be realized by the control device 60 in the flying object 10.

次に、図10を参照して、保持装置20の動作例を説明する。
図10は、保持装置20の動作例を示す図である。図10中の(a)は、吸着パッド26が物体Pに接近する途中の状態を示し、図10中の(b)は、吸着パッド26が物体Pに接触している状態を示し、図10中の(c)は、吸着パッド26が物体Pを保持および運搬している状態を示す。図10において、物体Pは、移載対象の物体であり、積載台B上に載置されている。
Next, an operation example of the holding device 20 will be described with reference to FIG.
FIG. 10 is a diagram showing an operation example of the holding device 20. FIG. 10A shows a state in which the suction pad 26 is approaching the object P, and FIG. 10B shows a state in which the suction pad 26 is in contact with the object P. FIG. (C) in the inside shows a state in which the suction pad 26 holds and carries the object P. In FIG. 10, the object P is an object to be transferred and is placed on the loading platform B.

(1)接近
飛行体10が、物体Pに向けて移動する。具体的には、飛行体10は、物体Pの上方に移動し、その後に下降する。保持装置20の画像センサ36により取得された画像に基づき物体Pの接近が検出されると、制御装置60は、物体Pを素早く吸着するために、吸引装置28を予め駆動して吸着パッド26内部の真空引きを開始する。制御装置60は、画像センサ36からの画像に基づいて見積もられた吸着パッド26から物体Pまでの距離が距離閾値未満になった場合に、吸引装置28を駆動する。
(1) Approaching The flying object 10 moves toward the object P. Specifically, the flying object 10 moves above the object P and then descends. When the approach of the object P is detected based on the image acquired by the image sensor 36 of the holding device 20, the control device 60 drives the suction device 28 in advance to suck the object P inside the suction pad 26. Start vacuuming. The control device 60 drives the suction device 28 when the distance from the suction pad 26 estimated based on the image from the image sensor 36 to the object P becomes less than the distance threshold value.

距離閾値は、画像センサ36の画像内で物体Pの占める面積の変化から算出され得る。例えば、距離閾値は、物体Pが吸着パッド26の吸着面に接触する直前に吸引装置28の駆動が開始されるように設定される。距離閾値は、例えば、10cmから1m程度である。距離閾値は、例えば、吸着パッド26が物体Pに接触する1秒前から2秒前に吸引装置28が駆動されるように設定される。距離閾値は、可変値であってもよく、可変値でなくてもよい。例えば、距離閾値は、飛行体10の移動速度、すなわち、吸着パッド26の移動速度に応じて調整され得る。具体的には、距離閾値は、飛行体10の移動速度が速い場合には大きい値に設定され、飛行体10の移動速度が遅い場合には小さい値に設定される。距離閾値は、移動速度に対して連続的に調整されてもよく、移動速度に対して段階的に調整されてもよい。飛行体10の移動速度は、上位コントローラ70から取得してもよく、第3の実施形態で後述するように保持装置20内に設けられた加速度センサ94から出力されるセンサ信号に基づいて算出されてもよい。 The distance threshold value can be calculated from the change in the area occupied by the object P in the image of the image sensor 36. For example, the distance threshold is set so that the drive of the suction device 28 is started immediately before the object P comes into contact with the suction surface of the suction pad 26. The distance threshold is, for example, about 10 cm to 1 m. The distance threshold is set so that, for example, the suction device 28 is driven from 1 second to 2 seconds before the suction pad 26 comes into contact with the object P. The distance threshold value may or may not be a variable value. For example, the distance threshold can be adjusted according to the moving speed of the flying object 10, that is, the moving speed of the suction pad 26. Specifically, the distance threshold value is set to a large value when the moving speed of the flying object 10 is high, and a small value when the moving speed of the flying object 10 is slow. The distance threshold may be adjusted continuously with respect to the moving speed, or may be adjusted stepwise with respect to the moving speed. The moving speed of the flying object 10 may be acquired from the host controller 70, and is calculated based on a sensor signal output from an acceleration sensor 94 provided in the holding device 20 as described later in the third embodiment. You may.

(2)接触・吸着
制御装置60は、画像センサ36からのセンサ信号に基づいて吸着パッド26への物体Pの接触を検知し、吸着動作を継続するとともに、圧力をモニタリングする。例えば、画像センサ36により取得される画像の明るさが一定値を下回った場合、制御装置60は、吸着パッド26に物体Pが接触したと判定することができる。制御装置60は、圧力が所定の圧力閾値(予め設定された真空度)より低くなった場合に、吸引装置28の駆動を停止してもよい。通気性のない物体Pを吸着する場合は、吸引装置28の駆動を停止しても吸着パッド26の真空度が維持される時間は長い。一方、通気性のある物体Pを吸着する場合は、吸引装置28の駆動を停止すると吸着パッド26内部に空気が進入するので、吸着パッド26の真空度が維持される時間は短い。このため、制御装置60は、圧力をモニタリングしながら吸引装置28を断続的に駆動する。
(2) The contact / suction control device 60 detects the contact of the object P with the suction pad 26 based on the sensor signal from the image sensor 36, continues the suction operation, and monitors the pressure. For example, when the brightness of the image acquired by the image sensor 36 falls below a certain value, the control device 60 can determine that the object P has come into contact with the suction pad 26. The control device 60 may stop driving the suction device 28 when the pressure becomes lower than a predetermined pressure threshold value (a preset degree of vacuum). When the non-breathable object P is sucked, the degree of vacuum of the suction pad 26 is maintained for a long time even if the driving of the suction device 28 is stopped. On the other hand, when the breathable object P is sucked, when the driving of the suction device 28 is stopped, air enters the suction pad 26, so that the vacuum degree of the suction pad 26 is maintained for a short time. Therefore, the control device 60 intermittently drives the suction device 28 while monitoring the pressure.

(3)運搬
制御装置60は、真空度をモニタリングして吸引装置28を断続的に駆動しながら、物体Pを運搬するために飛行体10の移動を制御する。例えば、飛行体10は、上昇し、その後に横方向に移動する。制御装置60は、必要に応じて、画像センサ36および圧力センサ30から出力されるセンサ信号を含む情報を上位コントローラ70に送信する。上位コントローラ70は、保持装置20から受け取った情報に基づいて保持状態を確認する。上位コントローラ70は、移載作業全体のスケジュール管理や飛行体10の動作管理などを行う。
(3) The transport control device 60 controls the movement of the flying object 10 in order to transport the object P while monitoring the degree of vacuum and intermittently driving the suction device 28. For example, the flying object 10 ascends and then moves laterally. The control device 60 transmits information including sensor signals output from the image sensor 36 and the pressure sensor 30 to the host controller 70, if necessary. The host controller 70 confirms the holding state based on the information received from the holding device 20. The host controller 70 manages the schedule of the entire transfer work, manages the operation of the flying object 10, and the like.

(4)解放
飛行体10が物体Pを目的地(例えば図1に示した搬送装置16)まで運搬すると、制御装置60は、切替弁32を開き、大気圧空間と吸着パッド26を連通させる。これにより、吸着パッド26内の真空が破壊され、物体Pは吸着パッド26から解放される。このとき、吸引装置28は停止している。物体Pが解放されたか否かは、必要に応じて、画像センサ36および圧力センサ30から出力されるセンサ信号に基づいて判定され得る。例えば、画像センサ36により取得される画像の明るさが一定値を上回った場合、または圧力センサ30により取得される圧力が一定値(例えば大気圧程度の値)まで増加した場合、制御装置60は、物体Pが解放されたと判定することができる。
(4) Release When the flying object 10 transports the object P to the destination (for example, the transport device 16 shown in FIG. 1), the control device 60 opens the switching valve 32 to communicate the atmospheric pressure space with the suction pad 26. As a result, the vacuum inside the suction pad 26 is broken, and the object P is released from the suction pad 26. At this time, the suction device 28 is stopped. Whether or not the object P has been released can be determined based on the sensor signals output from the image sensor 36 and the pressure sensor 30, if necessary. For example, when the brightness of the image acquired by the image sensor 36 exceeds a constant value, or when the pressure acquired by the pressure sensor 30 increases to a constant value (for example, a value of about atmospheric pressure), the control device 60 may perform the control device 60. , It can be determined that the object P has been released.

次に、図11および図12を参照して、飛行体10による動作例について動作フローを用いてさらに詳細に説明する。
図11は、飛行体10による物体Pへの接近から物体Pの保持までの動作フローを示す。まず、飛行体10は、飛行体制御装置14の制御のもと、目標位置へ移動する(S101)。飛行体制御装置14は、認識装置12によって生成される物体Pの位置姿勢情報に基づいて、飛行体10の移動を制御する。なお、作業者が、目視により物体Pを確認し、物体Pの位置姿勢情報を入力してもよい。
Next, with reference to FIGS. 11 and 12, an operation example by the flying object 10 will be described in more detail using an operation flow.
FIG. 11 shows an operation flow from the approach of the flying object 10 to the object P to the holding of the object P. First, the flying object 10 moves to the target position under the control of the flying object control device 14 (S101). The flying object control device 14 controls the movement of the flying object 10 based on the position / attitude information of the object P generated by the recognition device 12. The operator may visually confirm the object P and input the position / orientation information of the object P.

飛行体10は、目標位置へ移動した後、物体Pに接近する(S102)。これに伴い、保持装置20の吸着パッド26が物体Pに接近する。次いで、制御装置60が、吸着パッド26が十分に物体Pに近接しているか否かを判定する(S103)。具体的には、制御装置60は、画像センサ36からのセンサ信号に基づいて、物体Pまでの距離が距離閾値以下になったか否かを判定する。吸着パッド26が十分に物体Pに近接していないと判定された場合(S103:NO)、S102に戻り、制御装置60は、物体Pにさらに接近するように飛行体10に指示する。 After moving to the target position, the flying object 10 approaches the object P (S102). Along with this, the suction pad 26 of the holding device 20 approaches the object P. Next, the control device 60 determines whether or not the suction pad 26 is sufficiently close to the object P (S103). Specifically, the control device 60 determines whether or not the distance to the object P is equal to or less than the distance threshold value based on the sensor signal from the image sensor 36. When it is determined that the suction pad 26 is not sufficiently close to the object P (S103: NO), the process returns to S102, and the control device 60 instructs the flying object 10 to further approach the object P.

制御装置60が、吸着パッド26が十分に物体Pに近接したと判定した場合(S103:YES)、制御装置60は、吸引装置28を駆動する(S104)。次いで、制御装置60は、吸着パッド26の真空度が目標の圧力値に到達したか否かを判定する(S105)。吸着パッド26の真空度が目標の圧力値に到達したと判定された場合(S105:YES)、飛行体10は、飛行体制御装置14の制御のもと、物体Pの運搬を開始する。吸着パッド26の真空度が目標の圧力値に到達していないと判定された場合(S105:NO)、制御装置60は、物体Pにさらに接近するように飛行体10に指示する(S102)。 When the control device 60 determines that the suction pad 26 is sufficiently close to the object P (S103: YES), the control device 60 drives the suction device 28 (S104). Next, the control device 60 determines whether or not the degree of vacuum of the suction pad 26 has reached the target pressure value (S105). When it is determined that the degree of vacuum of the suction pad 26 has reached the target pressure value (S105: YES), the flying object 10 starts carrying the object P under the control of the flying object control device 14. When it is determined that the degree of vacuum of the suction pad 26 has not reached the target pressure value (S105: NO), the control device 60 instructs the flying object 10 to approach the object P further (S102).

なお、制御装置60は、吸着パッド26が物体Pに接触したと判定した場合に初めて吸引装置28を駆動してもよい。この場合において、圧力センサ30により検出された吸着パッド26内部の圧力が目標の圧力値に到達していないと判定された場合、飛行体制御装置14は、物体Pから離れて上昇して位置を補正するように飛行体10に指示する。その後、飛行体制御装置14は、再度物体Pに接近するように飛行体10に指示する。 The control device 60 may drive the suction device 28 only when it is determined that the suction pad 26 has come into contact with the object P. In this case, if it is determined that the pressure inside the suction pad 26 detected by the pressure sensor 30 has not reached the target pressure value, the flying object control device 14 rises away from the object P and moves to a position. Instruct the flying object 10 to make corrections. After that, the flying object control device 14 instructs the flying object 10 to approach the object P again.

図12は、飛行体10による物体Pの運搬から解放までの動作フローを示す。飛行体10は、飛行体制御装置14の制御のもと、吸着パッド26により物体Pを保持した状態で積載台Bから離脱する(S201)。飛行体10が物体Pを保持したまま移動している間、制御装置60は、吸引装置28を断続的に駆動する(S202)。これにより、吸着パッド26内部の圧力が目標の圧力値以下に保たれる。その後、飛行体10が目標位置に移動する(S203)と、物体Pの解放動作が行われる(S204)。例えば、制御装置60は、吸引装置28を停止させ、切替弁32を開く。次いで、制御装置60は、圧力センサ30からのセンサ信号に基づいて、吸着パッド26内部の圧力が目標の圧力値に到達したか否かを判定する(S205)。吸着パッド26内部の圧力が目標の圧力値に到達していないと判定された場合(S205:NO)、飛行体制御装置14は、吸着パッド26内部の圧力が目標の圧力値に到達するまで飛行体10を移動させない。吸着パッド26の真空度が目標の圧力値まで下がったこと(すなわち、吸着パッド26内部の圧力が目標の圧力値以上になったこと)が確認された場合(S205:YES)、飛行体制御装置14が飛行体10を移動させる(S206)。なお、解放動作の確実性をより向上させるために、物体Pが解放されたか否かは、圧力センサ30からのセンサ信号に加えて、画像センサ36からのセンサ信号に基づいて判定されてもよい。例えば、画像センサ36により取得される画像の明るさが一定値を上回った場合、制御装置60は、物体Pが吸着パッド26から解放されたと判定することができる。 FIG. 12 shows an operation flow from the transportation of the object P to the release by the flying object 10. Under the control of the flying object control device 14, the flying object 10 separates from the loading platform B while holding the object P by the suction pad 26 (S201). While the flying object 10 is moving while holding the object P, the control device 60 intermittently drives the suction device 28 (S202). As a result, the pressure inside the suction pad 26 is kept below the target pressure value. After that, when the flying object 10 moves to the target position (S203), the object P is released (S204). For example, the control device 60 stops the suction device 28 and opens the switching valve 32. Next, the control device 60 determines whether or not the pressure inside the suction pad 26 has reached the target pressure value based on the sensor signal from the pressure sensor 30 (S205). When it is determined that the pressure inside the suction pad 26 has not reached the target pressure value (S205: NO), the flying object control device 14 flies until the pressure inside the suction pad 26 reaches the target pressure value. Do not move body 10. When it is confirmed that the degree of vacuum of the suction pad 26 has dropped to the target pressure value (that is, the pressure inside the suction pad 26 has exceeded the target pressure value) (S205: YES), the flying object control device 14 moves the flying object 10 (S206). In order to further improve the certainty of the release operation, whether or not the object P has been released may be determined based on the sensor signal from the image sensor 36 in addition to the sensor signal from the pressure sensor 30. .. For example, when the brightness of the image acquired by the image sensor 36 exceeds a certain value, the control device 60 can determine that the object P has been released from the suction pad 26.

次に、図13から図16を参照して、画像センサ36の応用例について説明する。
図13は、画像センサ36の一応用例を示す。図13中の(a)は、保持装置20の長さ方向Xが鉛直方向に略一致する状態において、吸着パッド26が積載台Bに載置された物体Pを上方から吸着しようとしている様子を示す。図13中の(b)は、図13中の(a)の状態において画像センサ36により取得される画像の概略図を示す。図13中の(c)は、保持装置20の吸着面が物体Pの被吸着面と略平行となるように吸着パッド26が傾けられている状態において、吸着パッド26が積載台Bに載置された物体Pを上方から吸着しようとしている様子を示す。図13中の(d)は、図13中の(c)の状態において画像センサ36により取得される画像の概略図を示す。
Next, an application example of the image sensor 36 will be described with reference to FIGS. 13 to 16.
FIG. 13 shows an application example of the image sensor 36. FIG. 13A shows a state in which the suction pad 26 is trying to suck the object P placed on the loading platform B from above in a state where the length direction X of the holding device 20 substantially coincides with the vertical direction. Shown. FIG. 13B shows a schematic view of an image acquired by the image sensor 36 in the state of FIG. 13A. In FIG. 13C, the suction pad 26 is placed on the loading platform B in a state where the suction pad 26 is tilted so that the suction surface of the holding device 20 is substantially parallel to the suction surface of the object P. It shows a state of trying to adsorb the object P from above. FIG. 13D shows a schematic view of an image acquired by the image sensor 36 in the state of FIG. 13C.

図13において、物体Pは、積載台Bに対して傾斜している。このように、吸着パッド26の吸着面の位置姿勢と物体Pの被吸着面の位置姿勢との間に差異がある場合、吸着パッド26の吸着面が物体Pの被吸着面に隙間なく接触するように、飛行体制御装置14は、吸着パッド26の位置姿勢を物体Pの位置姿勢に応じて補正しながら接近するように飛行体10に指示することができる。具体的には、図13中の(a)のように保持装置20の長さ方向Xが鉛直方向に略一致する状態において、画像センサ36により取得される画像は、図13中の(b)のように、物体PのエッジEを含む。この場合、制御装置60は、物体Pの被吸着面が吸着パッド26の吸着面に対して傾いていると判定することができる。飛行体制御装置14は、図13中の(c)および図13中の(d)に示すように、画像センサ36から見てこのようなエッジEが見えなくなるまで吸着パッド26を鉛直方向に対して傾けるように飛行体10に指示することができる。このように傾けられた吸着パッド26の吸着面は、物体Pの被吸着面に対して略平行になり得る。ここで、吸着パッド26の傾斜動作は、飛行体10自体が傾くことにより行われてもよく、吸着パッド26を飛行体10に対して回動させるように構成された回動機構により行われてもよい。なお、物体PのエッジEの代わりに、例えば、画像センサ36により取得される画像において物体Pの2つの長辺S,Sが互いに略平行でない場合に、制御装置60は、物体Pの被吸着面が吸着パッド26の吸着面に対して傾いていると判定してもよい。あるいは、画像センサ36の被写界深度が狭い状態で、物体Pの被吸着面の複数の部分に対して焦点合わせを行うことにより、物体Pの被吸着面が吸着パッド26の吸着面に対して傾いているか否かを判定してもよい。また、こうした判定は、物体Pの表面上の特徴部に基づいて行われてもよい。さらに、搬送システム1では、認識装置12の外部画像センサ12aなどを用いた画像認識処理などにより移載される物体Pの外形情報が取得されるので、上記の判定は、画像センサ36により取得される画像に加えて、当該外形情報に基づいて行われてもよい。 In FIG. 13, the object P is inclined with respect to the loading platform B. In this way, when there is a difference between the position and orientation of the suction surface of the suction pad 26 and the position and orientation of the suction surface of the object P, the suction surface of the suction pad 26 comes into contact with the suction surface of the object P without any gap. As described above, the flying object control device 14 can instruct the flying object 10 to approach while correcting the position and orientation of the suction pad 26 according to the position and orientation of the object P. Specifically, the image acquired by the image sensor 36 in a state where the length direction X of the holding device 20 substantially coincides with the vertical direction as shown in FIG. 13 (a) is shown in FIG. 13 (b). Includes the edge E of the object P, as in. In this case, the control device 60 can determine that the suction surface of the object P is tilted with respect to the suction surface of the suction pad 26. As shown in (c) in FIG. 13 and (d) in FIG. 13, the vehicle control device 14 moves the suction pad 26 in the vertical direction until such an edge E becomes invisible from the image sensor 36. The aircraft 10 can be instructed to tilt. The suction surface of the suction pad 26 tilted in this way can be substantially parallel to the suction surface of the object P. Here, the tilting operation of the suction pad 26 may be performed by tilting the flying object 10 itself, or is performed by a rotation mechanism configured to rotate the suction pad 26 with respect to the flying object 10. May be good. Instead of the edge E of the object P, for example, when the two long sides S and S of the object P are not substantially parallel to each other in the image acquired by the image sensor 36, the control device 60 is attracted to the object P. It may be determined that the surface is tilted with respect to the suction surface of the suction pad 26. Alternatively, by focusing on a plurality of portions of the suction surface of the object P while the depth of field of the image sensor 36 is narrow, the suction surface of the object P is relative to the suction surface of the suction pad 26. It may be determined whether or not the object is tilted. Further, such a determination may be made based on a feature portion on the surface of the object P. Further, in the transport system 1, the external shape information of the object P to be transferred is acquired by the image recognition process or the like using the external image sensor 12a of the recognition device 12, so that the above determination is acquired by the image sensor 36. In addition to the image, it may be performed based on the external shape information.

図14は、画像センサ36の一応用例を示す。図14中の(a)は、物体Pの角部分に対して吸着を行う吸着パッド26の側面図である。図14中の(b)は、図14中の(a)の状態における吸着パッド26および物体Pの底面図である。図14中の(c)は、図14中の(a)の状態において画像センサ36により取得される画像の概略図を示す。
図14中の(a)および図14中の(b)に示すように、物体Pの上面は、吸着パッド26の吸着面より十分に広い。このため、保持装置20が物体Pを適切な位置で保持していれば、画像センサ36の画像は物体Pで占められるはずである。しかしながら、図14中の(a)および図14中の(b)に示されるように吸着パッド26の一部のみが物体Pに接触し吸着パッド26の残りの部分が宙に浮いている状態では、画像センサ36の画像は物体Pで占められない(図14中の(c)参照)。制御装置60は、画像センサ36の光検出素子が受光した光量が所定の光量閾値以上である場合、保持装置20が物体Pを適切な位置で保持していないと判定することができる。この場合、飛行体制御装置14は、保持動作をやり直すように飛行体10に指示する。また、物体Pの保持中に画像センサ36により検出された物体Pと、認識装置12の外部画像センサ12aなどの画像認識処理などにより事前に検出された移載対象の物体Pとの間に相違がある場合に、制御装置60は、保持装置20が誤った物体(すなわち、移載対象の物体Pとは異なる物体)を保持していると判定することができる。例えば、移載対象の物体Pが細長い物体であることが認識装置12により事前に認識されていた場合において、画像センサ36からの画像が、細長い物体ではなく画像全体を占める物体を写している場合、制御装置60は、保持装置20が誤って別の物体を保持している可能性があると判定することができる。
FIG. 14 shows an application example of the image sensor 36. FIG. 14A is a side view of the suction pad 26 that sucks the corner portion of the object P. FIG. 14B is a bottom view of the suction pad 26 and the object P in the state of FIG. 14A. FIG. 14C shows a schematic view of an image acquired by the image sensor 36 in the state of FIG. 14A.
As shown in (a) in FIG. 14 and (b) in FIG. 14, the upper surface of the object P is sufficiently wider than the suction surface of the suction pad 26. Therefore, if the holding device 20 holds the object P at an appropriate position, the image of the image sensor 36 should be occupied by the object P. However, as shown in (a) in FIG. 14 and (b) in FIG. 14, only a part of the suction pad 26 is in contact with the object P, and the rest of the suction pad 26 is floating in the air. , The image of the image sensor 36 is not occupied by the object P (see (c) in FIG. 14). When the amount of light received by the photodetector element of the image sensor 36 is equal to or greater than a predetermined light amount threshold value, the control device 60 can determine that the holding device 20 does not hold the object P at an appropriate position. In this case, the flying object control device 14 instructs the flying object 10 to redo the holding operation. Further, there is a difference between the object P detected by the image sensor 36 while the object P is being held and the object P to be transferred that is detected in advance by image recognition processing such as the external image sensor 12a of the recognition device 12. If there is, the control device 60 can determine that the holding device 20 is holding an erroneous object (that is, an object different from the object P to be transferred). For example, when the recognition device 12 has previously recognized that the object P to be transferred is an elongated object, the image from the image sensor 36 is not an elongated object but an object that occupies the entire image. , The control device 60 can determine that the holding device 20 may erroneously hold another object.

図15は、画像センサ36の一応用例を示す。図15中の(a)は、凸部を有する物体Pに対して吸着を行う吸着パッド26の側面図である。図15中の(b)は、図15中の(a)の状態において画像センサ36により取得される画像の概略図を示す。
図15中の(a)に示すように、物体Pの上面に凸部が形成されていることにより、吸着パッド26の吸着面と物体Pの被吸着面との間に隙間が生じている。このような場合、隙間から空気が吸着パッド26内部へ流入し、吸着パッド26内部の真空度が上がらないため、吸着力は低下する傾向にある。図15中の(b)に示すように、隙間から外光(例えば、照明装置42による光または自然光)が吸着パッド26内部に入射することにより、画像センサ36により取得される画像では、光量分布(明暗度分布ともいう)に偏りが生じる。ここで、「光量分布」とは、画像における各画素の光量の大小を示す分布を意味する。「光量分布の偏り」とは、光量分布が不均一であることを意味し、例えば、画像の中心に関してまたは中心を通る直線に関して光量分布が非対称である場合などがある。このような光量分布の偏りが所定の範囲内である場合、制御装置60は、吸着パッド26の吸着面と物体Pの被吸着面との間に隙間が存在しないと判定して吸引装置28を駆動することができる。一方、このような光量分布の偏りが所定の範囲を超えている場合、制御装置60は、吸着パッド26の吸着面と物体Pの被吸着面との間に隙間が存在すると判定することができる。この場合、飛行体制御装置14は、物体Pから離れて上昇して位置を補正するように飛行体10に指示する。その後、飛行体制御装置14は、再度物体Pに接近して、隙間が生じないような場所で吸着を行うように飛行体10に指示する。
FIG. 15 shows an application example of the image sensor 36. FIG. 15A is a side view of the suction pad 26 that sucks the object P having a convex portion. FIG. 15B shows a schematic view of an image acquired by the image sensor 36 in the state of FIG. 15A.
As shown in FIG. 15A, a convex portion is formed on the upper surface of the object P, so that a gap is formed between the suction surface of the suction pad 26 and the suction surface of the object P. In such a case, air flows into the suction pad 26 through the gap, and the degree of vacuum inside the suction pad 26 does not increase, so that the suction force tends to decrease. As shown in FIG. 15B, the light amount distribution in the image acquired by the image sensor 36 when external light (for example, light from the lighting device 42 or natural light) enters the suction pad 26 from the gap. There is a bias in (also called light / darkness distribution). Here, the "light amount distribution" means a distribution indicating the magnitude of the light amount of each pixel in the image. “Bias of light intensity distribution” means that the light intensity distribution is non-uniform, and for example, the light intensity distribution may be asymmetric with respect to the center of the image or a straight line passing through the center. When such a bias of the light amount distribution is within a predetermined range, the control device 60 determines that there is no gap between the suction surface of the suction pad 26 and the suction surface of the object P, and sets the suction device 28. Can be driven. On the other hand, when such a bias of the light amount distribution exceeds a predetermined range, the control device 60 can determine that there is a gap between the suction surface of the suction pad 26 and the suction surface of the object P. .. In this case, the flying object control device 14 instructs the flying object 10 to ascend away from the object P and correct the position. After that, the flying object control device 14 instructs the flying object 10 to approach the object P again and perform adsorption at a place where no gap is formed.

図16は、画像センサ36の一応用例を示す。図16中の(a)は、物体Pの重心が吸着パッド26の近傍に位置している状態において、物体Pに対して吸着を行う吸着パッド26の側面図である。図16中の(b)は、図16中の(a)の状態において画像センサ36により取得される画像の概略図を示す。図16中の(c)は、物体Pの重心が吸着パッド26の位置と大きくずれている状態において、物体Pに対して吸着を行う吸着パッド26の側面図である。図16中の(d)は、図16中の(c)の状態において画像センサ36により取得される画像の概略図を示す。
図16中の(a)では、物体Pが略水平に保持装置20に保持されている。一方、図16中の(b)では、物体Pが水平面に対して傾いた状態で保持装置20に保持されている。
ベローズ形状の吸着パッド26では、物体Pを保持している状態で吸着パッド26が収縮する。吸着パッド26の素材がシリコン素材など透光性の材質である場合、吸着時の吸着パッド26内部は一定の明るさに保たれる。図16中の(b)のように物体Pが水平面に対して傾いている場合、吸着パッド26のベローズ形状において密になっている箇所と疎になっている箇所が生じる場合がある。この場合、ベローズ形状が密の箇所よりも疎の箇所からより多くの外光が吸着パッド26内部に入光するため、画像センサ36により取得される画像に光量分布の偏りが生じ得る。このため、物体Pを保持して持ち上げている状態で画像センサ36により取得される画像に光量分布の偏りが生じている場合、制御装置60は、保持されている物体Pが水平面に対して傾いていると判定することができる。また、制御装置60は、画像センサ36により検出された光量に基づいて、物体Pの傾斜の程度を算出することができる。この場合、傾斜した物体Pが外部環境と接触して破損するような事態を避けるために、飛行体制御装置14は、一旦物体Pから離れて位置を補正した後再度物体Pに対して吸着を行うように飛行体10に指示する。吸着位置の変更を行う場合、飛行体制御装置14は、ベローズ形状が疎になっている方向、すなわち光量分布で明るい方向(物体Pの重心に近い側)へ吸着パッド26が移動するように飛行体10に指示する。算出された光量分布に基づいて物体Pの保持動作が再度行われることにより、保持装置20が物体Pを安定して保持することが可能になる。なお、吸着パッド26には光量変化をより検出しやすいように模様(例えば縦線や格子線など)を施してもよい。なお、外光は、照明装置42による照明光でもよく、自然光でもよい。
FIG. 16 shows an application example of the image sensor 36. FIG. 16A is a side view of the suction pad 26 that sucks the object P in a state where the center of gravity of the object P is located near the suction pad 26. FIG. 16B shows a schematic view of an image acquired by the image sensor 36 in the state of FIG. 16A. FIG. 16C is a side view of the suction pad 26 that sucks the object P in a state where the center of gravity of the object P is largely deviated from the position of the suction pad 26. FIG. 16D shows a schematic view of an image acquired by the image sensor 36 in the state of FIG. 16C.
In (a) in FIG. 16, the object P is held substantially horizontally by the holding device 20. On the other hand, in FIG. 16B, the object P is held by the holding device 20 in a state of being tilted with respect to the horizontal plane.
In the bellows-shaped suction pad 26, the suction pad 26 contracts while holding the object P. When the material of the suction pad 26 is a translucent material such as a silicon material, the inside of the suction pad 26 at the time of suction is maintained at a constant brightness. When the object P is tilted with respect to the horizontal plane as shown in FIG. 16B, the bellows shape of the suction pad 26 may have dense parts and sparse parts. In this case, since more external light enters the suction pad 26 from a portion where the bellows shape is sparse than when the bellows shape is dense, the image acquired by the image sensor 36 may have a bias in the light amount distribution. Therefore, when the image acquired by the image sensor 36 is biased in the light amount distribution while the object P is being held and lifted, the control device 60 tilts the held object P with respect to the horizontal plane. It can be determined that it is. Further, the control device 60 can calculate the degree of inclination of the object P based on the amount of light detected by the image sensor 36. In this case, in order to avoid a situation in which the inclined object P comes into contact with the external environment and is damaged, the flying object control device 14 once separates from the object P, corrects the position, and then sucks the object P again. Instruct the flying object 10 to do so. When changing the suction position, the flying object control device 14 flies so that the suction pad 26 moves in the direction in which the bellows shape is sparse, that is, in the bright direction (closer to the center of gravity of the object P) in the light amount distribution. Instruct body 10. By performing the holding operation of the object P again based on the calculated light amount distribution, the holding device 20 can stably hold the object P. The suction pad 26 may be provided with a pattern (for example, vertical lines or grid lines) so that a change in the amount of light can be detected more easily. The external light may be the illumination light from the lighting device 42 or natural light.

以上のような第1の実施形態の構成によれば、吸着保持動作の信頼性の向上を図ることができる。 According to the configuration of the first embodiment as described above, the reliability of the suction holding operation can be improved.

物流業界では通信販売市場の拡大により、荷物の取扱量が急増する一方、少子高齢化を背景に不足する労働力の確保が課題となっている。現在、大型物流センターの建設が盛んに進められている。物流企業各社は、様々な作業に自動化機器を導入し、物流システムの自動化に取り組んでいる。 In the logistics industry, the expansion of the mail-order market has led to a rapid increase in the amount of luggage handled, while securing a labor shortage due to the declining birthrate and aging population has become an issue. Currently, the construction of a large distribution center is being actively promoted. Logistics companies are working on the automation of logistics systems by introducing automation equipment for various tasks.

荷物を別の場所へ移動する移載作業(荷降ろし、デパレタイジング、ピッキングなどとも呼ばれる)を行う装置として、据置型のマニピュレータが知られている。このようなマニピュレータでは、作業範囲が限定される。また、移動台車とマニピュレータを組み合わせた移動マニピュレータ機器も想定されるが、平面領域以外の作業場所へ移動する場合には階段などの立体的な障害物を乗り越える必要があることや、通路移動時に周囲環境との接触を防止するために環境側の通路幅を拡大するなどの対策を講じる必要があることにより、やはり作業範囲が限定される。 A stationary manipulator is known as a device for performing transfer work (also called unloading, deparating, picking, etc.) for moving a load to another place. With such a manipulator, the working range is limited. In addition, a mobile manipulator device that combines a mobile trolley and a manipulator is also assumed, but when moving to a work place other than a flat area, it is necessary to overcome three-dimensional obstacles such as stairs, and when moving in a passage, the surroundings The work range is also limited due to the need to take measures such as expanding the width of the passage on the environment side to prevent contact with the environment.

上記のような事情のもと、空中を広範囲にわたって自由に移動できる飛行体(例えばドローン)の活用が期待されている。移載作業を行う飛行体を実現するためには、飛行体に適用可能な物体保持機構が必要となる。 Under the above circumstances, it is expected to utilize an air vehicle (for example, a drone) that can freely move in the air over a wide range. In order to realize an air vehicle that performs the transfer work, an object holding mechanism applicable to the air vehicle is required.

本実施形態に係る保持装置20では、画像センサ36は物体Pからの光量を二次元的に検出することができるので、物体Pの位置姿勢の検出、物体Pの落下の検知、適切な吸着領域の検出、および物体Pが吸着されていない状態の検出を可能にする。また、光量を一次元的に検出するセンサを使用する場合と比較して、二次元検出を行う光量センサを使用する場合、物体Pの形状の情報も取得することができるので、吸着が失敗した場合などにその後の位置修正の方向の決定が容易である。また、一次元検出を行う光量センサでは、物体Pが穴やメッシュ構造を有する場合などに誤判定を行う場合があるが、二次元検出を行う光量センサを使用すると、このような物体Pについても対象認識をより正確に行うことが可能である。 In the holding device 20 according to the present embodiment, since the image sensor 36 can detect the amount of light from the object P in two dimensions, the position and orientation of the object P can be detected, the fall of the object P can be detected, and an appropriate adsorption region can be detected. And the state where the object P is not adsorbed can be detected. Further, as compared with the case of using a sensor that detects the amount of light one-dimensionally, when the amount of light sensor that performs two-dimensional detection is used, information on the shape of the object P can also be acquired, so that adsorption fails. In some cases, it is easy to determine the direction of subsequent position correction. Further, the light amount sensor that performs one-dimensional detection may make an erroneous determination when the object P has a hole or a mesh structure, but if the light amount sensor that performs two-dimensional detection is used, such an object P can also be determined. It is possible to perform object recognition more accurately.

また、本実施形態に係る保持装置20は、吸引装置28および電源部62を含めてコンポーネント化されている。これにより、保持装置20は、飛行体10に容易に取り付けることができる。さらに、保持装置20は、画像センサ36を備え、画像センサ36からのセンサ信号に基づいて保持部が物体Pに接触する直前に自律的に吸着動作を開始する。これにより、省エネルギー化を実現できる。さらに、真空系への予期せぬゴミ詰まりを抑制し、耐久性を向上させることが可能となる。なお、本実施形態に係る保持装置20は、コンポーネント化されているため飛行体に限らず、マニピュレータや移動台車などにも容易に接続し、利用することが可能である。 Further, the holding device 20 according to the present embodiment is made into a component including a suction device 28 and a power supply unit 62. As a result, the holding device 20 can be easily attached to the flying object 10. Further, the holding device 20 includes the image sensor 36, and autonomously starts the suction operation immediately before the holding portion comes into contact with the object P based on the sensor signal from the image sensor 36. As a result, energy saving can be realized. Furthermore, it is possible to suppress unexpected clogging of dust in the vacuum system and improve durability. Since the holding device 20 according to the present embodiment is made into a component, it can be easily connected and used not only to an air vehicle but also to a manipulator, a mobile carriage, or the like.

また、保持装置20が画像センサ36などを備えて一体型にコンポーネント化されている場合、センサ類の省配線化につながるとともに、チューブ配管長が短くなるため吸着動作の時間短縮が可能となる。吸引装置28は、吸着パッド26内部に加えて、チューブ内部全体からも気体を吸引する必要がある。チューブ配管長が短いと、その分吸引する必要のある体積が小さいため、吸着動作の時間短縮につながる。 Further, when the holding device 20 is provided with an image sensor 36 or the like and is integrated into a component, the wiring of the sensors can be reduced and the tube pipe length can be shortened, so that the suction operation time can be shortened. The suction device 28 needs to suck gas not only from the inside of the suction pad 26 but also from the entire inside of the tube. If the tube pipe length is short, the volume that needs to be sucked is small by that amount, which leads to a reduction in the suction operation time.

搬送システム1では、画像認識処理により飛行体10から最上段の物体Pの上面までの距離情報が取得され、飛行体10は当該距離情報に基づいて降下するよう制御される。しかし、距離情報に誤検出があった場合、特に実際の距離よりも大きな距離が検出された場合には、飛行体10の保持装置20(具体的には吸着パッド26)が物体Pを押し込んでしまい、物体Pの破損や変形を招くおそれがある。 In the transport system 1, the distance information from the flying object 10 to the upper surface of the uppermost object P is acquired by the image recognition process, and the flying object 10 is controlled to descend based on the distance information. However, when the distance information is erroneously detected, especially when a distance larger than the actual distance is detected, the holding device 20 (specifically, the suction pad 26) of the flying object 10 pushes the object P. This may cause damage or deformation of the object P.

そこで上記のような構成を有する画像センサ36を吸着パッド26内部の画像センサ基板34上に設けることにより、吸着パッド26が物体Pに接触する前に飛行体10の下降を停止することが可能になる。また、画像センサ36で検出された画像に占める物体Pの面積割合の変化量から、飛行体10の下降量を見積もることが可能となる。これにより、保持装置20の過剰な押し込みによる物体Pの破損または変形を防止することができる。また、このような押し込みは保持装置20の吸着パッド26全体で均等に行われるので、画像センサ基板34に配置された少なくとも1つの画像センサ36を用いれば十分である。したがって、画像センサ36を画像センサ基板34の中央に少なくとも1つ配置することで、必要最小限のセンサで押し込み防止を図ることができる。 Therefore, by providing the image sensor 36 having the above configuration on the image sensor substrate 34 inside the suction pad 26, it is possible to stop the descent of the flying object 10 before the suction pad 26 comes into contact with the object P. Become. Further, it is possible to estimate the amount of descent of the flying object 10 from the amount of change in the area ratio of the object P to the image detected by the image sensor 36. This makes it possible to prevent the object P from being damaged or deformed due to excessive pushing of the holding device 20. Further, since such pushing is performed evenly over the entire suction pad 26 of the holding device 20, it is sufficient to use at least one image sensor 36 arranged on the image sensor substrate 34. Therefore, by arranging at least one image sensor 36 in the center of the image sensor substrate 34, it is possible to prevent pushing with the minimum necessary sensor.

本実施形態では、画像センサ基板34上に画像センサ36が配置されている。これにより、認識装置12による画像認識が失敗した場合に、吸着パッド26により物体Pを保持して持ち上げて、持ち上げた状態での画像センサ36の検出結果に基づいて物体Pとの吸着状態および傾斜を認識することが可能である。その結果、認識された物体Pの吸着情報および傾斜に基づいて吸着パッド26による適切な保持態様を設定することが可能となり、当該設定された態様で物体Pを再度保持することができる。このようにして、移載対象の物体Pの誤認識が生じた場合でも、物体Pの落下またはエラーによる運転停止などを発生させることなく、移載作業を継続して実行することが可能になる。 In this embodiment, the image sensor 36 is arranged on the image sensor substrate 34. As a result, when the image recognition by the recognition device 12 fails, the object P is held and lifted by the suction pad 26, and the suction state and inclination with the object P are based on the detection result of the image sensor 36 in the lifted state. Is possible to recognize. As a result, it is possible to set an appropriate holding mode by the suction pad 26 based on the recognized suction information and inclination of the object P, and the object P can be held again in the set mode. In this way, even if the object P to be transferred is erroneously recognized, the transfer work can be continuously executed without causing the object P to fall or stop the operation due to an error. ..

本実施形態では、制御装置60は、画像センサ36による光量分布の検出の結果が所定の条件を満たす場合に吸引を行うように吸引装置28を制御する。このような構成によれば、光量分布に基づいて吸着の成否などを判定することができるので、吸着保持動作の信頼性を向上させることができる。 In the present embodiment, the control device 60 controls the suction device 28 so that suction is performed when the result of detection of the light amount distribution by the image sensor 36 satisfies a predetermined condition. According to such a configuration, the success or failure of adsorption can be determined based on the light amount distribution, so that the reliability of the adsorption holding operation can be improved.

また、本実施形態では、画像センサ36は、吸着パッド26の内部または後ろ側に配置されている。また、吸着パッド26が空洞26aを有し、画像センサ36は、空洞26aを通して外部から見える位置に配置されている。このような構成によれば、画像センサ36が保持装置20の内部から撮影を行うことが可能であるので、保持装置20の小型化が可能である。その結果、吸着動作の信頼性が向上し得る。 Further, in the present embodiment, the image sensor 36 is arranged inside or behind the suction pad 26. Further, the suction pad 26 has a cavity 26a, and the image sensor 36 is arranged at a position where it can be seen from the outside through the cavity 26a. According to such a configuration, since the image sensor 36 can take a picture from the inside of the holding device 20, the holding device 20 can be miniaturized. As a result, the reliability of the suction operation can be improved.

また、本実施形態では、制御装置60は、画像センサ36により取得された情報に基づいて、物体Pが吸着パッド26に近接していることが検出された場合に吸引を行うように吸引装置28を制御する。このような構成によれば、さらなる省エネルギー化が可能となり、電源部62のバッテリーのさらなる節約が可能となる。 Further, in the present embodiment, the control device 60 sucks the object P when it is detected that the object P is close to the suction pad 26 based on the information acquired by the image sensor 36. To control. With such a configuration, further energy saving is possible, and the battery of the power supply unit 62 can be further saved.

また、本実施形態では、制御装置60は、画像センサ36により取得された画像における物体Pおよび物体Pの表面上の特徴部の少なくとも一方の大きさの変化に基づいて物体Pまでの距離を見積もり、制御装置60は、当該距離が距離閾値以下である場合に吸引を行うように吸引装置28を制御する。このような構成によれば、吸着パッド26が物体Pに接近して初めて吸引装置28が駆動されるため、電源部62のエネルギー消費を抑制することができる。このことは、飛行体10の稼働時間の向上につながる。 Further, in the present embodiment, the control device 60 estimates the distance to the object P based on the change in the size of at least one of the object P and the feature portion on the surface of the object P in the image acquired by the image sensor 36. The control device 60 controls the suction device 28 so that suction is performed when the distance is equal to or less than the distance threshold. According to such a configuration, since the suction device 28 is driven only when the suction pad 26 approaches the object P, the energy consumption of the power supply unit 62 can be suppressed. This leads to an improvement in the operating time of the flying object 10.

また、本実施形態では、制御装置60は、吸着パッド26の移動速度が第1の速度である場合に距離閾値を第1の値に設定し、吸着パッド26の移動速度が第1の速度より速い第2の速度である場合に距離閾値を第1の値より大きな第2の値に設定する。このような構成によれば、さらなる省エネルギー化が可能となり、電源部62のバッテリーのさらなる節約が可能となる。 Further, in the present embodiment, the control device 60 sets the distance threshold value to the first value when the moving speed of the suction pad 26 is the first speed, and the moving speed of the suction pad 26 is higher than the first speed. When the second speed is fast, the distance threshold is set to a second value larger than the first value. With such a configuration, further energy saving is possible, and the battery of the power supply unit 62 can be further saved.

また、本実施形態では、吸着パッド26に照明光を照射する照明装置42をさらに備え、制御装置60は、照明装置42が光を照射している状態で画像センサ36により取得された光量分布の検出の結果が所定の条件を満たす場合に吸引を行うように吸引装置28を制御する。このような構成によれば、光量分布に基づく吸着の成否などの判定がより確実かつ容易になる。 Further, in the present embodiment, the adsorption pad 26 is further provided with an illumination device 42 that irradiates the adsorption pad 26 with illumination light, and the control device 60 has a light amount distribution acquired by the image sensor 36 while the illumination device 42 is irradiating the light. The suction device 28 is controlled so that suction is performed when the detection result satisfies a predetermined condition. With such a configuration, it becomes more reliable and easy to determine the success or failure of adsorption based on the light amount distribution.

また、本実施形態では、画像センサ36は、吸着パッド26が物体Pに吸着する方向に対して略直交する平面内で吸着パッド26の中央に配置されている。このような構成によれば、光量分布に基づく吸着の成否などの判定がより確実かつ容易になる。 Further, in the present embodiment, the image sensor 36 is arranged at the center of the suction pad 26 in a plane substantially orthogonal to the direction in which the suction pad 26 is sucked on the object P. With such a configuration, it becomes more reliable and easy to determine the success or failure of adsorption based on the light amount distribution.

また、本実施形態に係る保持装置20は、吸引装置28と吸着パッド26との間の流路と大気圧空間との連通が可能である第1の状態と流路と大気圧空間との連通が遮断された第2の状態と、を切り替える切替弁32と、吸引装置28および切替弁32を駆動する駆動装置と、流路の内部の気体の圧力を検出する圧力センサ30と、をさらに備える。このような構成によれば、吸着パッド26内部の圧力を検出することが可能であるので、画像センサ36による検出結果と併せて、保持状態などに関するより確実な情報を得ることができる。また、物体Pの運搬時に、吸着パッド26の真空度(圧力値)を基に吸引装置28の稼働状態の切り替えを実施することができる。このことも、電源部62のエネルギー消費の抑制につながる。 Further, the holding device 20 according to the present embodiment has a first state in which the flow path between the suction device 28 and the suction pad 26 can communicate with the atmospheric pressure space, and communication between the flow path and the atmospheric pressure space. A switching valve 32 for switching between the second state in which the gas is shut off, a driving device for driving the suction device 28 and the switching valve 32, and a pressure sensor 30 for detecting the pressure of the gas inside the flow path are further provided. .. With such a configuration, since it is possible to detect the pressure inside the suction pad 26, it is possible to obtain more reliable information regarding the holding state and the like together with the detection result by the image sensor 36. Further, when the object P is transported, the operating state of the suction device 28 can be switched based on the degree of vacuum (pressure value) of the suction pad 26. This also leads to suppression of energy consumption of the power supply unit 62.

また、本実施形態では、制御装置60は、圧力センサ30によって検出された圧力が第1の圧力閾値よりも低い場合に吸引装置28の駆動を停止し、圧力センサ30によって検出された圧力が第2の圧力閾値よりも高い場合に吸引装置28の駆動を開始し、第2の圧力閾値は、第1の圧力閾値と略等しいまたは第1の圧力閾値より高い。このような構成によれば、さらなる省エネルギー化が可能となり、電源部62のバッテリーのさらなる節約が可能となる。 Further, in the present embodiment, the control device 60 stops driving the suction device 28 when the pressure detected by the pressure sensor 30 is lower than the first pressure threshold, and the pressure detected by the pressure sensor 30 is the second. When the pressure threshold is higher than the pressure threshold of 2, the suction device 28 is started to be driven, and the second pressure threshold is substantially equal to or higher than the first pressure threshold. With such a configuration, further energy saving is possible, and the battery of the power supply unit 62 can be further saved.

また、本実施形態に係る保持装置20は、吸着パッド26を支持する支持部材24をさらに備え、支持部材24は、吸着パッド26および吸引装置28と連通する空気穴24bを有し、画像センサ36は、支持部材24の空気穴24bに対して吸引装置28の方へ離間して配置されている。このような構成によれば、画像センサ36および画像センサ基板34が、吸着パッド26と吸引装置28との間の流路を塞がず、吸引装置28による空気の吸引がスムーズに行われ得る。 Further, the holding device 20 according to the present embodiment further includes a support member 24 for supporting the suction pad 26, and the support member 24 has an air hole 24b communicating with the suction pad 26 and the suction device 28, and the image sensor 36. Are arranged apart from the air hole 24b of the support member 24 toward the suction device 28. According to such a configuration, the image sensor 36 and the image sensor substrate 34 do not block the flow path between the suction pad 26 and the suction device 28, and the suction device 28 can smoothly suck air.

また、本実施形態では、画像センサ36が支持部材24に対して弾性部材44により支持されている。このような構成によれば、飛行体10や保持装置20の振動に対して画像センサ36に防振特性を付与することが可能である。 Further, in the present embodiment, the image sensor 36 is supported by the elastic member 44 with respect to the support member 24. According to such a configuration, it is possible to impart anti-vibration characteristics to the image sensor 36 against vibrations of the flying object 10 and the holding device 20.

(第2の実施形態)
次に、図17を参照して、第2の実施形態について説明する。第2の実施形態では、近接センサ90が設けられる点で、第1の実施形態とは異なる。なお、以下に説明する以外の構成は、第1の実施形態と同様である。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. The second embodiment is different from the first embodiment in that the proximity sensor 90 is provided. The configuration other than that described below is the same as that of the first embodiment.

図17は、第2の実施形態に係る保持装置20を示す図である。図17中の(c)は、図17中の(a)に示された保持装置20のF17C−F17C線に沿う断面を示す。図17に示すように、近接センサ90は、吸着パッド26の内部に配置されている。言い換えると、近接センサ90は、筐体22、支持部材24、吸着パッド26、および物体Pにより形成されることになる密閉空間の内部に位置する。近接センサ90は、近接センサ基板92に搭載され、近接センサ基板92を介して筐体22に固定されている。近接センサ基板92は、例えば、リング状の部材である。近接センサ90は、支持部材24および吸着パッド26と同心の円周上に45度ずつ離れて8個配置されている。なお、近接センサ90は、1つでもよく、2つから7つでもよく、9つ以上であってもよい。例えば、近接センサ90が光電型のセンサである場合、近接センサ90は、近接センサ90が発する光が吸着パッド26の吸着面を含む平面と略鉛直に交わるように配置される。なお、近接センサ90の配置は、図17に示される例に限定されるものではなく、種々の形態を取り得る。 FIG. 17 is a diagram showing a holding device 20 according to the second embodiment. FIG. 17C shows a cross section of the holding device 20 shown in FIG. 17A along the line F17C-F17C. As shown in FIG. 17, the proximity sensor 90 is arranged inside the suction pad 26. In other words, the proximity sensor 90 is located inside a closed space that will be formed by the housing 22, the support member 24, the suction pad 26, and the object P. The proximity sensor 90 is mounted on the proximity sensor board 92 and fixed to the housing 22 via the proximity sensor board 92. The proximity sensor substrate 92 is, for example, a ring-shaped member. Eight proximity sensors 90 are arranged on a circumference concentric with the support member 24 and the suction pad 26 at a distance of 45 degrees. The proximity sensor 90 may be one, two to seven, or nine or more. For example, when the proximity sensor 90 is a photoelectric sensor, the proximity sensor 90 is arranged so that the light emitted by the proximity sensor 90 intersects the plane including the suction surface of the suction pad 26 substantially vertically. The arrangement of the proximity sensor 90 is not limited to the example shown in FIG. 17, and may take various forms.

近接センサ基板92は、その主面(検出表面ともいう)上に近接センサ90を搭載する。近接センサ基板92は、吸着パッド固定部材40上に設けられる。近接センサ基板92は、リング状である。近接センサ90は、物体Pが近接センサ90に近接していることを検出する。吸着パッド26の吸着面および近接センサ90は、近接センサ基板92の主面側に位置しており、近接センサ90への物体Pの接近は、吸着パッド26への物体Pの接近と見なすことができる。
なお、近接センサ90および近接センサ基板92は、吸着パッド26の後ろ側に配置されてもよい。例えば、近接センサ90は、画像センサ36に隣接して設けられてもよい。この場合、近接センサ基板92が省略されて画像センサ基板34が近接センサ90用の基板を兼ねてもよい。
The proximity sensor board 92 mounts the proximity sensor 90 on its main surface (also referred to as a detection surface). The proximity sensor substrate 92 is provided on the suction pad fixing member 40. The proximity sensor substrate 92 has a ring shape. The proximity sensor 90 detects that the object P is in close proximity to the proximity sensor 90. The suction surface of the suction pad 26 and the proximity sensor 90 are located on the main surface side of the proximity sensor substrate 92, and the approach of the object P to the proximity sensor 90 can be regarded as the approach of the object P to the suction pad 26. it can.
The proximity sensor 90 and the proximity sensor substrate 92 may be arranged behind the suction pad 26. For example, the proximity sensor 90 may be provided adjacent to the image sensor 36. In this case, the proximity sensor board 92 may be omitted, and the image sensor board 34 may also serve as the board for the proximity sensor 90.

近接センサ90として、例えば、距離センサを使用することができる。距離センサは、対象物までの距離を非接触で測定する。距離センサの例は、アクティブ型の光学距離測定センサ、反射型フォトセンサ、光TOF(Time-Of-Flight)型の光学距離測定センサなどを含む。ここで、「アクティブ型のセンサ」とは、対象物への能動的な働きかけ(例えば対象物への光照射)を行うセンサを意味する。
アクティブ型の光学距離測定センサは、LEDなどの光源から対象物に光を照射し、対象物における反射光を光検出素子で検出することで、対象物までの距離に応じた信号を出力する。アクティブ型の光学距離測定センサの例にPSD(Position Sensitive Detector)がある。PSDは、対象物までの距離を簡易に測定することができる光三角測量型の光学距離測定センサである。
As the proximity sensor 90, for example, a distance sensor can be used. The distance sensor measures the distance to an object in a non-contact manner. Examples of distance sensors include active optical distance measurement sensors, reflective photosensors, optical TOF (Time-Of-Flight) type optical distance measurement sensors, and the like. Here, the "active sensor" means a sensor that actively works on an object (for example, irradiates an object with light).
The active optical distance measurement sensor irradiates an object with light from a light source such as an LED, detects the reflected light in the object with a photodetector, and outputs a signal according to the distance to the object. An example of an active optical distance measuring sensor is a PSD (Position Sensitive Detector). The PSD is an optical triangulation type optical distance measurement sensor that can easily measure the distance to an object.

反射型フォトセンサは、LEDおよびフォトダイオードを備える。LEDは、アナログ回路から供給される駆動信号に基づいて所定の光量の検出光を射出する。対象物が反射型フォトセンサの近傍に位置している場合には、当該対象物によって検出光が反射される。対象物からの反射光はフォトダイオードによって検出される。フォトダイオードは、受光量(反射光の光強度)に対応する検出電流を発生する。反射光の強度は物体Pとフォトダイオードの距離が小さいほど大きくなるので、対象物との距離を表す検出信号を得ることができる。アナログ回路は、LEDの検出光の光量を一定に制御し、フォトダイオードから得られる検出電流に対応する検出信号を生成して、制御装置60に供給する。制御装置60は、受け取った検出信号に基づき物体Pとの距離を算出することができる。 Reflective photosensors include LEDs and photodiodes. The LED emits a predetermined amount of detection light based on a drive signal supplied from an analog circuit. When the object is located near the reflective photosensor, the detected light is reflected by the object. The reflected light from the object is detected by the photodiode. The photodiode generates a detection current corresponding to the amount of received light (light intensity of reflected light). Since the intensity of the reflected light increases as the distance between the object P and the photodiode decreases, a detection signal indicating the distance to the object can be obtained. The analog circuit controls the amount of detection light of the LED to be constant, generates a detection signal corresponding to the detection current obtained from the photodiode, and supplies the detection signal to the control device 60. The control device 60 can calculate the distance to the object P based on the received detection signal.

光TOF型の光学距離測定センサは、反射光が返ってくるまでの時間を計測して距離を測定する。TOF法は、光源から対象物に向けてパルス光を出射し、対象物で反射されたパルス光を光検出素子で検出することで、パルス光の出射タイミングと検出タイミングの時間差を測定する。この時間差(Δt)は、対象物までの距離dの2倍の距離(2×d)をパルス光が光速(=c)で飛行するのに要する時間であるため、d=(c×Δt)/2が成立する。時間差(Δt)は、光源からの出射パルスと検出パルスの位相差と言い換えることもできる。この位相差を検出すれば、対象物までの距離dを求めることができる。TOF法は、反射光の強さで距離を測定する方法よりも精密な距離測定を可能にする。さらに、対象物の表面状態の影響に強く、安定した測定が可能である。 The optical TOF type optical distance measurement sensor measures the distance by measuring the time until the reflected light is returned. In the TOF method, pulsed light is emitted from a light source toward an object, and the pulsed light reflected by the object is detected by a photodetector, thereby measuring the time difference between the emission timing and the detection timing of the pulsed light. This time difference (Δt) is the time required for the pulsed light to fly at the speed of light (= c) at a distance (2 × d) that is twice the distance d to the object, so d = (c × Δt). / 2 holds. The time difference (Δt) can be rephrased as the phase difference between the emission pulse from the light source and the detection pulse. By detecting this phase difference, the distance d to the object can be obtained. The TOF method enables more precise distance measurement than the method of measuring distance by the intensity of reflected light. Furthermore, it is resistant to the influence of the surface condition of the object and enables stable measurement.

その他、近接センサ90として、対象物の有無を判定するセンサが使用されてもよい。このセンサの例に反射型の光電センサがある。この光電センサは、光源および光検出素子を備える。光電センサは、光源から対象物に対し赤外線などの光を投光し、その光が対象物で反射されて光量が減少した反射光を光検出素子で受光する。光電センサは、光検出素子で受光した光量が所定の光量閾値以上である場合に、光電センサから一定距離の範囲内に対象物が存在することを検出する。そして、対象物が光電センサから一定距離の範囲の外に離れると、対象物からの反射光の光量の減衰が大きくなって、光検出素子で受光した光量が所定の光量閾値未満となり、光電センサは、一定距離内に対象物が存在しないことを検出する。光電センサは、例えば、対象物が一定距離内に存在する間は検出信号を出力し、対象物が一定距離内に存在しない場合には検出信号を出力しない。 In addition, as the proximity sensor 90, a sensor that determines the presence or absence of an object may be used. An example of this sensor is a reflective photoelectric sensor. This photoelectric sensor includes a light source and a photodetector. The photoelectric sensor projects light such as infrared rays from a light source onto an object, and the light detection element receives the reflected light whose light amount is reduced by being reflected by the object. The photoelectric sensor detects that an object exists within a certain distance from the photoelectric sensor when the amount of light received by the photodetector is equal to or greater than a predetermined light amount threshold value. Then, when the object is separated from the photoelectric sensor within a certain distance range, the amount of light reflected from the object is greatly attenuated, the amount of light received by the photodetector becomes less than the predetermined light amount threshold, and the photoelectric sensor is used. Detects that there is no object within a certain distance. For example, the photoelectric sensor outputs a detection signal while the object is within a certain distance, and does not output a detection signal when the object is not within a certain distance.

なお、近接センサ90は、光電型のセンサに限らず、静電容量型や超音波型などの他のタイプのセンサであってもよい。 The proximity sensor 90 is not limited to the photoelectric type sensor, and may be another type of sensor such as a capacitance type or an ultrasonic type.

近接センサ90は、吸着パッド26に吸着された物体Pの存在を検出する在荷センサとして使用され得る。近接センサ90は、吸着パッド26の先端より所定距離だけ離れた位置までの範囲の距離を計測することができる。そして、近接センサ90は、近接センサ基板92の主面から一定距離の範囲内に物体Pが存在するか否かを検出する。このような近接センサ90が近接センサ基板92の面内方向に分散して配置されることにより、近接センサ90からの距離情報に基づいて、吸着パッド26で保持した物体Pの外形情報(すなわち寸法や形状)を認識することが可能である。 The proximity sensor 90 can be used as a load sensor for detecting the presence of the object P adsorbed on the adsorption pad 26. The proximity sensor 90 can measure a distance in a range to a position separated by a predetermined distance from the tip of the suction pad 26. Then, the proximity sensor 90 detects whether or not the object P exists within a certain distance from the main surface of the proximity sensor substrate 92. By arranging such proximity sensors 90 in an in-plane direction of the proximity sensor substrate 92, the external shape information (that is, dimensions) of the object P held by the suction pad 26 is based on the distance information from the proximity sensor 90. And shape) can be recognized.

さらに、吸着パッド26により物体Pが保持されている間、当該物体Pの外形に対応する領域に位置する近接センサ90は物体Pの存在を検出する(すなわち、計測された距離が近距離となる)はずである。したがって、物体Pの保持中に全ての近接センサ90で物体Pが存在しないことを検出した(すなわち、計測された距離が遠距離となる)場合には、物体Pが落下したとみなすことができる。このようにして、物体Pの落下を検知することも可能である。 Further, while the object P is held by the suction pad 26, the proximity sensor 90 located in the region corresponding to the outer shape of the object P detects the presence of the object P (that is, the measured distance becomes a short distance). ) Should be. Therefore, if it is detected by all the proximity sensors 90 that the object P does not exist (that is, the measured distance becomes a long distance) while the object P is being held, it can be considered that the object P has fallen. .. In this way, it is also possible to detect the fall of the object P.

搬送システム1では、画像認識処理などにより移載対象の物体Pの外形情報が取得されるので、飛行体制御装置14は、当該外形情報に基づいて、近接センサ90の検出結果(例えば、8つの近接センサ90のうちどの近接センサ90が物体Pの存在を検出する(すなわち、計測された距離が近距離となる)か)を予測することができる。例えば、図14に示すように、積載台Bに載置された物体Pを保持する場合を想定する。ここでは、図14に示すように、物体Pの上面は、吸着パッド26の吸着面より十分に広い。このため、保持装置20が物体Pを適切な位置で保持していれば、すべての近接センサ90で物体Pが検出されるはずである。しかしながら、図14に示される状態では、近接センサ90のうち4分の3で物体Pが検出されない。制御装置60は、複数の近接センサ90の少なくとも一部が物体Pの存在を検出しない場合、保持装置20が物体Pを適切な位置で保持していないと判定することができる。また、物体Pの保持中における近接センサ90による実際の検出結果と、上記の飛行体制御装置14による近接センサ90の検出結果の予測との間に相違がある場合に、制御装置60は、保持装置20が誤った物体(すなわち、移載対象の物体Pとは異なる物体)を保持していると判定することができる。例えば、移載対象の物体Pが細長い物体であることが認識装置12により事前に認識されていた場合において、当該細長い物体に対応する、対向する1対の近接センサ90だけでなく全ての近接センサ90が物体の存在を検出した場合、制御装置60は、保持装置20が誤って別の物体を保持している可能性があると判定することができる。 In the transport system 1, the external shape information of the object P to be transferred is acquired by image recognition processing or the like, so that the flying object control device 14 detects the detection results of the proximity sensor 90 (for example, eight) based on the external shape information. It is possible to predict which of the proximity sensors 90 will detect the presence of the object P (that is, the measured distance will be a short distance). For example, as shown in FIG. 14, it is assumed that the object P placed on the loading platform B is held. Here, as shown in FIG. 14, the upper surface of the object P is sufficiently wider than the suction surface of the suction pad 26. Therefore, if the holding device 20 holds the object P at an appropriate position, the object P should be detected by all the proximity sensors 90. However, in the state shown in FIG. 14, the object P is not detected by three-quarters of the proximity sensors 90. If at least a part of the plurality of proximity sensors 90 does not detect the presence of the object P, the control device 60 can determine that the holding device 20 does not hold the object P at an appropriate position. Further, when there is a difference between the actual detection result by the proximity sensor 90 while the object P is being held and the prediction of the detection result of the proximity sensor 90 by the flying object control device 14, the control device 60 holds the object P. It can be determined that the device 20 holds an erroneous object (that is, an object different from the object P to be transferred). For example, when the recognition device 12 has previously recognized that the object P to be transferred is an elongated object, not only a pair of facing proximity sensors 90 but all proximity sensors corresponding to the elongated object. When 90 detects the presence of an object, the control device 60 can determine that the holding device 20 may erroneously hold another object.

ベローズ形状の吸着パッド26では、物体Pを保持している時に吸着パッド26が収縮する。これにより、飛行体10が下降して近接センサ90と物体Pの上面とが所定の距離よりも近づいた場合に、吸着パッド26が物体Pをうまく吸着したと判定することが可能である。 In the bellows-shaped suction pad 26, the suction pad 26 contracts while holding the object P. Thereby, when the flying object 10 is lowered and the proximity sensor 90 and the upper surface of the object P are closer than a predetermined distance, it is possible to determine that the suction pad 26 has successfully sucked the object P.

搬送システム1では、画像認識処理により飛行体10から最上段の物体Pの上面までの距離情報が取得され、飛行体制御装置14は、その距離情報に基づいて降下するように飛行体10を制御する。しかしながら、距離情報に誤検出があった場合、特に実際の距離よりも大きな距離が検出された場合には、飛行体10の保持装置20(具体的には吸着パッド26)が物体Pを押し込んでしまい、物体Pの破損や変形を招くおそれがある。 In the transport system 1, distance information from the flying object 10 to the upper surface of the uppermost object P is acquired by image recognition processing, and the flying object control device 14 controls the flying object 10 so as to descend based on the distance information. To do. However, when the distance information is erroneously detected, especially when a distance larger than the actual distance is detected, the holding device 20 (specifically, the suction pad 26) of the flying object 10 pushes the object P. This may cause damage or deformation of the object P.

そこで、上記のような構成を有する近接センサ90を吸着パッド26内部の近接センサ基板92上に設けることにより、近接センサ基板92が物体Pに近接する前に飛行体10の下降を停止することが可能になる。これにより、保持装置20の過剰な押し込みによる物体Pの破損または変形を防止することができる。また、このような押し込みは保持装置20の吸着パッド26全体で均等に行われるので、近接センサ基板92に配置された少なくとも1つの近接センサ90を用いれば十分である。したがって、近接センサ90を近接センサ基板92の輪郭に沿って少なくとも1つ配置することで、必要最小限のセンサで押し込み防止を図ることができる。 Therefore, by providing the proximity sensor 90 having the above configuration on the proximity sensor substrate 92 inside the suction pad 26, the descent of the flying object 10 can be stopped before the proximity sensor substrate 92 approaches the object P. It will be possible. This makes it possible to prevent the object P from being damaged or deformed due to excessive pushing of the holding device 20. Further, since such pushing is performed evenly over the entire suction pad 26 of the holding device 20, it is sufficient to use at least one proximity sensor 90 arranged on the proximity sensor substrate 92. Therefore, by arranging at least one proximity sensor 90 along the contour of the proximity sensor substrate 92, it is possible to prevent pushing with the minimum necessary sensor.

また、近接センサ90は、吸着パッド26で吸着する物体Pのサイズオーバーの確認に用いることができる。 Further, the proximity sensor 90 can be used for confirming the oversize of the object P to be sucked by the suction pad 26.

以上のような第2の実施形態の構成によれば、近接センサ90は、物体Pの落下の検知、適切な吸着領域の検出、および吸着パッド26の過剰な押し込みの防止を可能にする。また、第1の実施形態の構成において画像センサ36による検出失敗や誤検出が発生した場合であっても、第2の実施形態の構成における近接センサ90で物体Pとの接触を検出することにより、物体Pを確実に検出することが可能になる。特に、物体Pが透明である場合など画像センサ36だけでは距離の検出が難しい場合に、近接センサ90は有用である。 According to the configuration of the second embodiment as described above, the proximity sensor 90 makes it possible to detect the fall of the object P, detect an appropriate suction region, and prevent the suction pad 26 from being excessively pushed. Further, even when the detection failure or erroneous detection by the image sensor 36 occurs in the configuration of the first embodiment, the contact with the object P is detected by the proximity sensor 90 in the configuration of the second embodiment. , It becomes possible to reliably detect the object P. In particular, the proximity sensor 90 is useful when it is difficult to detect the distance only with the image sensor 36, such as when the object P is transparent.

また、本実施形態では、近接センサ90は、吸着パッド26の内部に配置されている。このような構成によれば、保持装置20の小型化が可能である。その結果、吸着動作の信頼性が向上し得る。 Further, in the present embodiment, the proximity sensor 90 is arranged inside the suction pad 26. According to such a configuration, the holding device 20 can be miniaturized. As a result, the reliability of the suction operation can be improved.

(第3の実施形態)
次に、図18を参照して、第3の実施形態について説明する。第3の実施形態では、加速度センサ94が設けられる点で、第2の実施形態とは異なる。なお、以下に説明する以外の構成は、第2の実施形態と同様である。
(Third Embodiment)
Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. The third embodiment is different from the second embodiment in that the acceleration sensor 94 is provided. The configuration other than that described below is the same as that of the second embodiment.

図18に示すように、第3の実施形態に係る保持装置20は、近接センサ90に加えて、加速度センサ94を有する。加速度センサ94は、制御装置60に接続されている。例えば、加速度センサ94は、筐体22内部に収容されている。加速度センサ94とは、加速度の測定を目的とした慣性センサである。加速度センサ94は、振動センサと異なり、直流(DC)の加速度を検出することが可能であるため、重力を検出することも可能である。加速度センサ94によって測定された加速度を表す加速度信号に対して適切な信号処理を行うことによって、傾きや動き、振動、衝撃といったさまざまな情報が得られる。これにより、飛行体10の移動速度や加速状態をモニタリングすることが可能となるため、吸引装置28の駆動タイミングを飛行体10の移動速度に応じて調整することが可能となる。より具体的には、加速状態に応じて近接センサ90または画像センサ36に関する距離閾値を変化させることにより、吸引装置28の駆動タイミングが調整される。例えば、加速度センサ94からの信号に基づいて飛行体10の移動速度が大きいと判定された場合、制御装置60は、物体Pの接近を検出するための距離閾値を大きな値に設定することにより、物体Pが吸着パッド26に接触する直前に吸引装置28を駆動することが可能である。逆に、加速度センサ94からの信号に基づいて飛行体10の移動速度が小さいと判定された場合、制御装置60は、上記の距離閾値を小さな値に設定することにより、物体Pが吸着パッド26に接触する直前に吸引装置28を駆動することが可能である。 As shown in FIG. 18, the holding device 20 according to the third embodiment has an acceleration sensor 94 in addition to the proximity sensor 90. The acceleration sensor 94 is connected to the control device 60. For example, the acceleration sensor 94 is housed inside the housing 22. The acceleration sensor 94 is an inertial sensor for the purpose of measuring acceleration. Unlike the vibration sensor, the acceleration sensor 94 can detect direct current (DC) acceleration, so it can also detect gravity. By performing appropriate signal processing on the acceleration signal representing the acceleration measured by the acceleration sensor 94, various information such as inclination, movement, vibration, and impact can be obtained. As a result, it is possible to monitor the moving speed and the acceleration state of the flying object 10, so that the driving timing of the suction device 28 can be adjusted according to the moving speed of the flying object 10. More specifically, the drive timing of the suction device 28 is adjusted by changing the distance threshold value with respect to the proximity sensor 90 or the image sensor 36 according to the acceleration state. For example, when it is determined that the moving speed of the flying object 10 is high based on the signal from the acceleration sensor 94, the control device 60 sets the distance threshold for detecting the approach of the object P to a large value. It is possible to drive the suction device 28 immediately before the object P comes into contact with the suction pad 26. On the contrary, when it is determined that the moving speed of the flying object 10 is small based on the signal from the acceleration sensor 94, the control device 60 sets the above distance threshold value to a small value, so that the object P is attracted to the suction pad 26. It is possible to drive the suction device 28 immediately before contacting with.

以上のような第3の実施形態の構成によれば、保持装置20に加速度センサ94が設けられていることにより、飛行体10の移動速度に応じて、吸引装置28の駆動タイミングが調整されるので、さらなる省エネルギー化を実現できるとともに、真空系への予期せぬゴミ詰まりを抑制し、耐久性をさらに向上させることが可能となる。 According to the configuration of the third embodiment as described above, since the holding device 20 is provided with the acceleration sensor 94, the drive timing of the suction device 28 is adjusted according to the moving speed of the flying object 10. Therefore, further energy saving can be realized, unexpected clogging of dust in the vacuum system can be suppressed, and durability can be further improved.

(第4の実施形態)
次に、図19中の(a)および図19中の(b)を参照して、第4の実施形態について説明する。第4の実施形態では、アクチュエータ96が設けられる点で、第1の実施形態とは異なる。なお、以下に説明する以外の構成は、第1の実施形態と同様である。
(Fourth Embodiment)
Next, a fourth embodiment will be described with reference to (a) in FIG. 19 and (b) in FIG. The fourth embodiment is different from the first embodiment in that the actuator 96 is provided. The configuration other than that described below is the same as that of the first embodiment.

図19は、第4の実施形態に係る保持装置20を示す。図19中の(a)は、アクチュエータ96が伸びていない状態における保持装置20を示す断面図である。図19中の(a)は、アクチュエータ96が伸びている状態における保持装置20を示す断面図である。
図19に示すように、画像センサ36にアクチュエータ96が取り付けられている。アクチュエータ96は、支持部材24や吸着パッド26などに対して画像センサ36を直線状に移動させることにより、吸着パッド26の吸着面に対して画像センサ36を突出させることが可能である。すなわち、アクチュエータ96は、画像センサ36の全体が空洞部27a内に位置する第1位置と、画像センサ36の少なくとも一部が空洞部27aの外部に位置する第2位置との間で、空洞部27aを通じて画像センサ36を移動させることができる。アクチュエータ96としては、例えば空圧式や電動式のアクチュエータが使用され得る。空圧式アクチュエータは、図19のベローズ形状の内部に空気を流入出することにより、画像センサ36の位置を変更することができる。また、空圧式アクチュエータとして、シリンダ型のアクチュエータなどが使用されてもよい。なお、空圧式アクチュエータは、吸引装置28により作動されてもよい。この場合、例えば、吸引装置28が吸着パッド26の吸引を行うモードと、吸引装置28が空圧式アクチュエータを作動させるモードとの切替えを行う弁機構(例えば電磁弁)が設けられ得る。電動式アクチュエータが使用される場合、例えば、電動式アクチュエータは、モータと送りねじとを組み合わせることにより直線運動を実現することができる。
FIG. 19 shows the holding device 20 according to the fourth embodiment. FIG. 19A is a cross-sectional view showing a holding device 20 in a state where the actuator 96 is not extended. FIG. 19A is a cross-sectional view showing a holding device 20 in a state where the actuator 96 is extended.
As shown in FIG. 19, the actuator 96 is attached to the image sensor 36. The actuator 96 can project the image sensor 36 with respect to the suction surface of the suction pad 26 by linearly moving the image sensor 36 with respect to the support member 24, the suction pad 26, and the like. That is, the actuator 96 has a cavity between the first position where the entire image sensor 36 is located inside the cavity 27a and the second position where at least a part of the image sensor 36 is located outside the cavity 27a. The image sensor 36 can be moved through 27a. As the actuator 96, for example, a pneumatic type or an electric type actuator can be used. The pneumatic actuator can change the position of the image sensor 36 by inflowing and discharging air into the bellows shape shown in FIG. Further, as the pneumatic actuator, a cylinder type actuator or the like may be used. The pneumatic actuator may be operated by the suction device 28. In this case, for example, a valve mechanism (for example, a solenoid valve) may be provided for switching between a mode in which the suction device 28 sucks the suction pad 26 and a mode in which the suction device 28 operates the pneumatic actuator. When an electric actuator is used, for example, the electric actuator can realize linear motion by combining a motor and a feed screw.

以上のような第4の実施形態の構成によれば、画像センサ36のレンズとして魚眼レンズや広角レンズを使用することが可能となる。これにより、広範囲の視野を確保することが可能となる。これにより、吸着パッド26外部の情報を得ることができるため、飛行体10が飛行している間の吸着パッド26と周囲環境との衝突を防止することが可能となる。また、保持装置20の移動(下方向または横方向への移動)中にその移動経路に障害物が存在する場合、突出した画像センサ36で当該障害物を検出し、衝突を防止することも可能である。 According to the configuration of the fourth embodiment as described above, it is possible to use a fisheye lens or a wide-angle lens as the lens of the image sensor 36. This makes it possible to secure a wide field of view. As a result, information on the outside of the suction pad 26 can be obtained, so that it is possible to prevent the suction pad 26 from colliding with the surrounding environment while the flying object 10 is flying. Further, when an obstacle exists in the movement path while the holding device 20 is moving (moving downward or laterally), the protruding image sensor 36 can detect the obstacle and prevent a collision. Is.

飛行体10は、保持装置20を適用することが可能なロボットの一例である。上述した各実施形態に係る保持装置20は、マニピュレータや移動台車に適用することもできる。 The flying object 10 is an example of a robot to which the holding device 20 can be applied. The holding device 20 according to each of the above-described embodiments can also be applied to a manipulator or a mobile carriage.

各実施形態では、吸着パッド26から物体Pまでの距離が距離閾値未満になった場合に吸引装置28が駆動されることを想定するが、このような距離にかかわらず、画像センサ36の画像全体に占める物体Pの面積の割合が一定以上になった場合に吸引装置28が駆動されてもよい。 In each embodiment, it is assumed that the suction device 28 is driven when the distance from the suction pad 26 to the object P is less than the distance threshold, but regardless of such a distance, the entire image of the image sensor 36 The suction device 28 may be driven when the ratio of the area of the object P to the object P exceeds a certain level.

なお、各実施形態では、制御装置60における処理をCPU(中央演算処理装置)のような1つ以上のプロセッサを用いてメモリなどの外部記憶装置内のプログラムソフトで実現することを想定するが、CPUを用いないハードウェア(例えば、回路部;circuitry)によって実現してもよい。また、クラウドサーバを介して処理を実行してもよい。 In each embodiment, it is assumed that the processing in the control device 60 is realized by the program software in the external storage device such as a memory by using one or more processors such as a CPU (Central Processing Unit). It may be realized by hardware that does not use a CPU (for example, a circuit unit; circuitry). Further, the process may be executed via the cloud server.

各実施形態の中で示した処理手順に示された指示は、ソフトウェアであるプログラムに基づいて実行されることが可能である。汎用の計算機システムが、このプログラムを予め記憶しておき、このプログラムを読み込むことにより、上述した処理手順による効果と同様な効果を得ることも可能である。各実施形態に記述された指示は、コンピュータに実行させることのできるプログラムとして、磁気ディスク(フレキシブルディスク、ハードディスクなど)、光ディスク(CD−ROM、CD‐R、CD‐RW、DVD‐ROM、DVD±R、DVD±RW、Blu‐ray(登録商標)Discなど)、半導体メモリ、またはこれに類する記録媒体に記録される。コンピュータまたは組み込みシステムが読み取り可能な記録媒体であれば、その記憶形式は何れの形態であってもよい。コンピュータは、この記録媒体からプログラムを読み込み、このプログラムに基づいてプログラムに記述されている指示をCPUで実行させれば上述した処理手順と同様な動作を実現することができる。もちろん、コンピュータがプログラムを取得する場合または読み込む場合はネットワークを通じて取得または読み込んでもよい。 The instructions given in the processing procedures shown in each embodiment can be executed based on a program that is software. It is also possible for a general-purpose computer system to store this program in advance and read this program to obtain an effect similar to the effect of the above-mentioned processing procedure. The instructions described in each embodiment are, as a program that can be executed by a computer, a magnetic disk (flexible disk, hard disk, etc.), an optical disk (CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD-ROM, DVD ±). It is recorded on an R, DVD ± RW, Blu-ray (registered trademark) Disc, etc.), a semiconductor memory, or a similar recording medium. The storage format may be any form as long as it is a recording medium that can be read by a computer or an embedded system. The computer can realize the same operation as the above-described processing procedure by reading the program from the recording medium and executing the instruction described in the program based on the program on the CPU. Of course, if the computer acquires or loads the program, it may acquire or load it through the network.

記録媒体からコンピュータや組み込みシステムにインストールされたプログラムの指示に基づきコンピュータ上で稼働しているOS(オペレーティングシステム)や、データベース管理ソフト、ネットワークなどのMW(ミドルウェア)などが処理手順の一部を実行してもよい。さらに、各実施形態における記録媒体は、コンピュータあるいは組み込みシステムと独立した媒体に限らず、LANやインターネットなどにより伝達されたプログラムをダウンロードして記憶または一時記憶した記録媒体も含まれる。また、記録媒体は1つに限られず、複数の媒体から処理が実行される場合も、記録媒体に含まれ、媒体の構成は何れの構成であってもよい。 The OS (operating system) running on the computer, database management software, MW (middleware) such as the network, etc. execute a part of the processing procedure based on the instructions of the program installed on the computer or embedded system from the recording medium. You may. Further, the recording medium in each embodiment is not limited to a medium independent of a computer or an embedded system, but also includes a recording medium in which a program transmitted by a LAN, the Internet, or the like is downloaded and stored or temporarily stored. Further, the recording medium is not limited to one, and when the process is executed from a plurality of media, the recording medium is included and the medium may have any configuration.

なお、各実施形態におけるコンピュータまたは組み込みシステムは、記録媒体に記憶されたプログラムに基づき、各実施形態における各処理を実行するためのものであって、パソコン、マイコンなどの1つからなる装置、複数の装置がネットワーク接続されたシステムなどの何れの構成であってもよい。また、各実施形態におけるコンピュータとは、パソコンに限らず、情報処理機器に含まれる演算処理装置、マイコンなども含み、プログラムによって全ての実施形態における機能を実現することが可能な機器、装置を総称している。 The computer or embedded system in each embodiment is for executing each process in each embodiment based on a program stored in a recording medium, and is a device including one such as a personal computer and a microcomputer, and a plurality of devices. The device may have any configuration such as a system connected to a network. In addition, the computer in each embodiment is not limited to a personal computer, but also includes an arithmetic processing unit, a microcomputer, etc. included in an information processing device, and is a general term for devices and devices capable of realizing functions in all embodiments by a program. are doing.

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、光量を二次元的に検出する光量センサを持つことにより、吸着保持動作の信頼性の向上を図ることができる。 According to at least one embodiment described above, it is possible to improve the reliability of the adsorption holding operation by having the light amount sensor that detects the light amount two-dimensionally.

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同様に、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ものである。 Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, as well as in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.

以下に、本願原出願の特許出願時の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[1]気体を吸引する吸引装置と、
前記吸引装置に連通し、前記吸引装置の吸引により物体を吸着する吸着部と、
前記物体からの光量を二次元的に検出する光量センサと、
前記光量センサにより検出された情報に基づいて前記吸引装置を制御する制御装置と、
を備えた保持装置。
[2]前記制御装置は、前記光量センサによる光量分布の検出の結果が所定の条件を満たす場合に吸引を行うように前記吸引装置を制御する、
[1]に記載の保持装置。
[3]前記制御装置は、前記光量センサにより検出された情報に基づき前記物体が前記吸着部に近接していることが検出された場合に吸引を行うように前記吸引装置を制御する、
[1]または[2]に記載の保持装置。
[4]前記吸着部と前記吸着部を支持した支持部材とを含む吸着ユニットを備え、
前記光量センサは、前記吸着ユニットの内部に配置されている、
[1]から[3]のうちいずれか1項に記載の保持装置。
[5]前記光量センサは、画像センサである、
[1]から[4]のうちいずれか1項に記載の保持装置。
[6]前記制御装置は、前記画像センサにより取得された画像における前記物体および前記物体の表面の特徴部の少なくとも一方の大きさの変化に基づいて前記物体までの距離を見積もり、前記距離が距離閾値以下である場合に吸引を行うように前記吸引装置を制御する、
[5]に記載の保持装置。
[7]前記制御装置は、前記吸着部の移動速度が第1の速度である場合に前記距離閾値を第1の値に設定し、前記吸着部の移動速度が前記第1の速度より速い第2の速度である場合に前記距離閾値を前記第1の値より大きな第2の値に設定する、
[6]に記載の保持装置。
[8]加速度センサをさらに備え、
前記制御装置は、前記加速度センサから出力される信号に基づいて前記距離閾値を設定する、
[7]に記載の保持装置。
[9]前記吸着部と前記吸着部を支持した支持部材とを含む吸着ユニットと、
前記画像センサの全体が前記吸着ユニットの内部に位置する第1位置と、前記画像センサの少なくとも一部が前記吸着ユニットの外部に位置する第2位置との間で前記画像センサを移動させるアクチュエータと、
を備えた、
[5]から[8]のうちいずれか1項に記載の保持装置。
[10]前記物体が前記吸着部に近接していることを検出する近接センサをさらに備え、
前記制御装置は、前記光量センサによる検出の結果にかかわらず、前記近接センサにより検出された情報に基づき前記物体が前記吸着部に近接していることが検出された場合に吸引を行うように前記吸引装置を制御する、
[1]から[9]のいずれか1項に記載の保持装置。
[11]前記吸着部と前記吸着部を支持した支持部材とを含む吸着ユニットを備え、
前記近接センサは、前記吸着ユニットの内部に配置されている
[10]に記載の保持装置。
[12]照明装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記照明装置が光を照射している状態で前記光量センサにより取得された光量分布の検出の結果が所定の条件を満たす場合に吸引を行うように前記吸引装置を制御する、
[1]から[11]のいずれか1項に記載の保持装置。
[13]前記光量センサは、前記吸着部が物体に吸着する方向に対して略直交する平面内で前記吸着部の略中央に配置されている、
[1]から[12]のいずれか1項に記載の保持装置。
[14]前記吸引装置と前記吸着部との間の流路と大気圧空間とを連通させる第1の状態と、前記流路と前記大気圧空間との連通を遮断する第2の状態との間で切替可能な切替弁と、
前記吸引装置および前記切替弁を駆動する駆動装置と、
前記流路内の前記気体の圧力を検出する圧力センサと、
をさらに備えた、
[1]から[13]のいずれか1項に記載の保持装置。
[15]前記制御装置は、前記圧力センサによって検出された圧力が第1の圧力閾値よりも低い場合に前記吸引装置の駆動を停止し、前記圧力センサによって検出された圧力が第2の圧力閾値よりも高い場合に前記吸引装置の駆動を開始し、前記第2の圧力閾値は、前記第1の圧力閾値と略等しいまたは前記第1の圧力閾値より高い、
[14]に記載の保持装置。
[16]前記吸着部を支持する支持部材をさらに備え、
前記支持部材は、前記吸着部および前記吸引装置と連通する空気穴を有し、
前記光量センサは、前記空気穴に対して前記吸引装置の方へ離間して配置されている、
[1]から[15]のいずれか1項に記載の保持装置。
[17]前記支持部材に対して前記光量センサを支持した弾性部材をさらに備えた、
[16]に記載の保持装置。
[18]気体を吸引する吸引装置と、
前記吸引装置に連通し、前記吸引装置の吸引により物体を吸着する吸着部と、
前記物体からの光量を二次元的に検出する光量センサと、
前記光量センサにより取得された情報に基づいて前記吸引装置を制御する制御装置と、
を備えた飛行体。
[19]気体を吸引する吸引装置と、前記吸引装置に連通し、前記吸引装置の吸引により物体を吸着する吸着部と、前記物体からの光量を二次元的に検出する光量センサと、前記光量センサにより取得された情報に基づいて前記吸引装置を制御する制御装置と、を有する保持装置と、
前記保持装置を移動させる移動機構と、
前記物体を認識する認識装置と、
前記認識装置からの出力に基づいて前記移動機構を制御する移動機構制御装置と、
を備えた搬送システム。
The inventions described in the claims at the time of filing the patent application of the original application of the present application are added below.
[1] A suction device that sucks gas and
A suction unit that communicates with the suction device and sucks an object by suction of the suction device.
A light amount sensor that two-dimensionally detects the amount of light from the object,
A control device that controls the suction device based on the information detected by the light amount sensor, and
Holding device equipped with.
[2] The control device controls the suction device so that suction is performed when the result of detection of the light amount distribution by the light amount sensor satisfies a predetermined condition.
The holding device according to [1].
[3] The control device controls the suction device so as to perform suction when it is detected that the object is close to the suction portion based on the information detected by the light amount sensor.
The holding device according to [1] or [2].
[4] A suction unit including the suction portion and a support member that supports the suction portion is provided.
The light amount sensor is arranged inside the suction unit.
The holding device according to any one of [1] to [3].
[5] The light amount sensor is an image sensor.
The holding device according to any one of [1] to [4].
[6] The control device estimates the distance to the object based on the change in the size of at least one of the object and the feature portion on the surface of the object in the image acquired by the image sensor, and the distance is the distance. Control the suction device to perform suction when it is below the threshold value.
The holding device according to [5].
[7] The control device sets the distance threshold value to the first value when the moving speed of the suction unit is the first speed, and the moving speed of the suction unit is faster than the first speed. When the speed is 2, the distance threshold is set to a second value larger than the first value.
The holding device according to [6].
[8] Further equipped with an acceleration sensor
The control device sets the distance threshold value based on the signal output from the acceleration sensor.
The holding device according to [7].
[9] A suction unit including the suction portion and a support member that supports the suction portion, and a suction unit.
An actuator that moves the image sensor between a first position in which the entire image sensor is located inside the suction unit and a second position in which at least a part of the image sensor is located outside the suction unit. ,
With,
The holding device according to any one of [5] to [8].
[10] A proximity sensor for detecting that the object is close to the suction portion is further provided.
Regardless of the result of detection by the light amount sensor, the control device performs suction when it is detected that the object is close to the suction portion based on the information detected by the proximity sensor. Control the suction device,
The holding device according to any one of [1] to [9].
[11] A suction unit including the suction portion and a support member that supports the suction portion is provided.
The holding device according to [10], wherein the proximity sensor is arranged inside the suction unit.
[12] Further equipped with a lighting device
The control device controls the suction device so as to perform suction when the detection result of the light amount distribution acquired by the light amount sensor satisfies a predetermined condition while the lighting device is irradiating light.
The holding device according to any one of [1] to [11].
[13] The light amount sensor is arranged at substantially the center of the suction portion in a plane substantially orthogonal to the direction in which the suction portion is attracted to the object.
The holding device according to any one of [1] to [12].
[14] A first state in which the flow path between the suction device and the suction portion communicates with the atmospheric pressure space, and a second state in which communication between the flow path and the atmospheric pressure space is cut off. A switching valve that can be switched between
The drive device that drives the suction device and the switching valve, and
A pressure sensor that detects the pressure of the gas in the flow path,
With more
The holding device according to any one of [1] to [13].
[15] The control device stops driving the suction device when the pressure detected by the pressure sensor is lower than the first pressure threshold, and the pressure detected by the pressure sensor is the second pressure threshold. When it is higher than, the driving of the suction device is started, and the second pressure threshold is substantially equal to or higher than the first pressure threshold.
The holding device according to [14].
[16] A support member for supporting the suction portion is further provided.
The support member has an air hole communicating with the suction portion and the suction device.
The light amount sensor is arranged so as to be separated from the air hole toward the suction device.
The holding device according to any one of [1] to [15].
[17] An elastic member that supports the light amount sensor is further provided with respect to the support member.
The holding device according to [16].
[18] A suction device that sucks gas and
A suction unit that communicates with the suction device and sucks an object by suction of the suction device.
A light amount sensor that two-dimensionally detects the amount of light from the object,
A control device that controls the suction device based on the information acquired by the light amount sensor, and
Aircraft equipped with.
[19] A suction device that sucks gas, a suction unit that communicates with the suction device and sucks an object by suction of the suction device, a light amount sensor that two-dimensionally detects the amount of light from the object, and the light amount. A holding device having a control device that controls the suction device based on the information acquired by the sensor, and a holding device.
A moving mechanism for moving the holding device and
A recognition device that recognizes the object and
A movement mechanism control device that controls the movement mechanism based on the output from the recognition device, and
Conveyance system with.

1…搬送システム、10…飛行体(移動機構)、12…認識装置、14…飛行体制御装置(移動機構制御装置)、20…保持装置、24…支持部材、24b…空気穴、26…吸着パッド(吸着部)、27…吸着ユニット、28…吸引装置、30…圧力センサ、32…切替弁、36…画像センサ(光量センサ)、42…照明装置、44…弾性部材、60…制御装置(制御部)、90…近接センサ、94…加速度センサ、96…アクチュエータ。 1 ... transport system, 10 ... flying object (moving mechanism), 12 ... recognition device, 14 ... flying object control device (moving mechanism control device), 20 ... holding device, 24 ... support member, 24b ... air hole, 26 ... suction Pad (suction unit), 27 ... suction unit, 28 ... suction device, 30 ... pressure sensor, 32 ... switching valve, 36 ... image sensor (light amount sensor), 42 ... lighting device, 44 ... elastic member, 60 ... control device ( Control unit), 90 ... proximity sensor, 94 ... acceleration sensor, 96 ... actuator.

Claims (19)

物体を吸着し、空洞を有する吸着部と、
前記吸着部に連通し、前記吸着部に前記物体を吸着させるように前記吸着部内部の気体を吸引する吸引装置と、
前記空洞を通って入射する光を検出し、前記物体からの光量を検出する光量センサと、
前記光量センサにより取得された光量に基づいて、前記吸着部の吸着状態を判定する制御装置と、
を備える保持装置。
A suction part that sucks an object and has a cavity,
A suction device that communicates with the suction part and sucks the gas inside the suction part so as to suck the object on the suction part.
A light amount sensor that detects light incident through the cavity and detects the amount of light from the object,
A control device that determines the adsorption state of the adsorption portion based on the amount of light acquired by the light amount sensor, and
A holding device comprising.
前記制御装置は、前記光量センサによる光量の検出の結果が所定の条件を満たす場合に吸引を行うように前記吸引装置を制御する、
請求項1に記載の保持装置。
The control device controls the suction device so that suction is performed when the result of detection of the light amount by the light amount sensor satisfies a predetermined condition.
The holding device according to claim 1.
前記制御装置は、前記光量センサにより検出された光量に基づき前記物体が前記吸着部に近接していることが検出された場合に吸引を行うように前記吸引装置を制御する、
請求項1または請求項2に記載の保持装置。
The control device controls the suction device so as to perform suction when it is detected that the object is close to the suction portion based on the light amount detected by the light amount sensor.
The holding device according to claim 1 or 2.
前記吸着部と前記吸着部を支持した支持部材とを含む吸着ユニットを備え、
前記光量センサは、前記吸着ユニットの内部に配置されている、
請求項1から請求項3のうちいずれか1項に記載の保持装置。
A suction unit including the suction portion and a support member that supports the suction portion is provided.
The light amount sensor is arranged inside the suction unit.
The holding device according to any one of claims 1 to 3.
前記光量センサは、画像センサである、
請求項1から請求項4のうちいずれか1項に記載の保持装置。
The light amount sensor is an image sensor.
The holding device according to any one of claims 1 to 4.
前記制御装置は、前記画像センサにより取得された画像における前記物体および前記物体の表面の特徴部の少なくとも一方の大きさの変化に基づいて前記物体までの距離を見積もり、前記距離が距離閾値以下である場合に吸引を行うように前記吸引装置を制御する、
請求項5に記載の保持装置。
The control device estimates the distance to the object based on the change in the size of at least one of the object and the feature portion on the surface of the object in the image acquired by the image sensor, and the distance is equal to or less than the distance threshold value. Control the suction device to perform suction in certain cases,
The holding device according to claim 5.
前記制御装置は、前記吸着部の移動速度が第1の速度である場合に前記距離閾値を第1の値に設定し、前記吸着部の移動速度が前記第1の速度より速い第2の速度である場合に前記距離閾値を前記第1の値より大きな第2の値に設定する、
請求項6に記載の保持装置。
The control device sets the distance threshold value to the first value when the moving speed of the suction unit is the first speed, and the moving speed of the suction unit is faster than the first speed. If, the distance threshold is set to a second value larger than the first value.
The holding device according to claim 6.
加速度センサをさらに備え、
前記制御装置は、前記加速度センサから出力される信号に基づいて前記距離閾値を設定する、
請求項7に記載の保持装置。
Equipped with an accelerometer
The control device sets the distance threshold value based on the signal output from the acceleration sensor.
The holding device according to claim 7.
前記吸着部と前記吸着部を支持した支持部材とを含む吸着ユニットと、
前記画像センサの全体が前記吸着ユニットの内部に位置する第1位置と、前記画像センサの少なくとも一部が前記吸着ユニットの外部に位置する第2位置との間で前記画像センサを移動させるアクチュエータと、
を備えた、
請求項5から請求項8のうちいずれか1項に記載の保持装置。
A suction unit including the suction part and a support member supporting the suction part, and
An actuator that moves the image sensor between a first position in which the entire image sensor is located inside the suction unit and a second position in which at least a part of the image sensor is located outside the suction unit. ,
With,
The holding device according to any one of claims 5 to 8.
前記物体が前記吸着部に近接していることを検出する近接センサをさらに備え、
前記制御装置は、前記光量センサによる検出の結果にかかわらず、前記近接センサにより検出された情報に基づき前記物体が前記吸着部に近接していることが検出された場合に吸引を行うように前記吸引装置を制御する、
請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の保持装置。
Further equipped with a proximity sensor for detecting that the object is in close proximity to the suction portion,
Regardless of the result of detection by the light amount sensor, the control device performs suction when it is detected that the object is close to the suction portion based on the information detected by the proximity sensor. Control the suction device,
The holding device according to any one of claims 1 to 9.
前記吸着部と前記吸着部を支持した支持部材とを含む吸着ユニットを備え、
前記近接センサは、前記吸着ユニットの内部に配置されている
請求項10に記載の保持装置。
A suction unit including the suction portion and a support member that supports the suction portion is provided.
The holding device according to claim 10, wherein the proximity sensor is arranged inside the suction unit.
照明装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記照明装置が光を照射している状態で前記光量センサにより取得された光量の検出の結果が所定の条件を満たす場合に吸引を行うように前記吸引装置を制御する、
請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の保持装置。
With more lighting equipment
The control device controls the suction device so that suction is performed when the detection result of the light amount acquired by the light amount sensor satisfies a predetermined condition while the lighting device is irradiating light.
The holding device according to any one of claims 1 to 11.
前記光量センサは、前記吸着部が物体に吸着する方向に対して略直交する平面内で前記吸着部の略中央に配置されている、
請求項1から請求項12のいずれか1項に記載の保持装置。
The light amount sensor is arranged at substantially the center of the suction portion in a plane substantially orthogonal to the direction in which the suction portion is attracted to the object.
The holding device according to any one of claims 1 to 12.
前記吸引装置と前記吸着部との間の流路と大気圧空間とを連通させる第1の状態と、前記流路と前記大気圧空間との連通を遮断する第2の状態との間で切替可能な切替弁と、
前記吸引装置および前記切替弁を駆動する駆動装置と、
前記流路内の前記気体の圧力を検出する圧力センサと、
をさらに備えた、
請求項1から請求項13のいずれか1項に記載の保持装置。
Switching between a first state in which the flow path between the suction device and the suction portion communicates with the atmospheric pressure space and a second state in which communication between the flow path and the atmospheric pressure space is cut off. Possible switching valve and
The drive device that drives the suction device and the switching valve, and
A pressure sensor that detects the pressure of the gas in the flow path,
With more
The holding device according to any one of claims 1 to 13.
前記制御装置は、前記圧力センサによって検出された圧力が第1の圧力閾値よりも低い場合に前記吸引装置の駆動を停止し、前記圧力センサによって検出された圧力が第2の圧力閾値よりも高い場合に前記吸引装置の駆動を開始し、前記第2の圧力閾値は、前記第1の圧力閾値と略等しいまたは前記第1の圧力閾値より高い、
請求項14に記載の保持装置。
The control device stops driving the suction device when the pressure detected by the pressure sensor is lower than the first pressure threshold, and the pressure detected by the pressure sensor is higher than the second pressure threshold. If the suction device is started to be driven, the second pressure threshold is substantially equal to or higher than the first pressure threshold.
The holding device according to claim 14.
前記吸着部を支持する支持部材をさらに備え、
前記支持部材は、前記吸着部および前記吸引装置と連通する空気穴を有し、
前記光量センサは、前記空気穴に対して前記吸引装置の方へ離間して配置されている、
請求項1から請求項15のいずれか1項に記載の保持装置。
Further provided with a support member for supporting the suction portion,
The support member has an air hole communicating with the suction portion and the suction device.
The light amount sensor is arranged so as to be separated from the air hole toward the suction device.
The holding device according to any one of claims 1 to 15.
前記支持部材に対して前記光量センサを支持した弾性部材をさらに備えた、
請求項16に記載の保持装置。
An elastic member that supports the light amount sensor is further provided with respect to the support member.
The holding device according to claim 16.
物体を吸着し、空洞を有する吸着部と、
前記吸着部に連通し、前記吸着部に前記物体を吸着させるように前記吸着部内部の気体を吸引する吸引装置と、
前記空洞を通って入射する光を検出し、前記物体からの光量を検出する光量センサと、
前記光量センサにより取得された光量に基づいて、前記吸着部の吸着状態を判定する制御装置と、
を備える飛行体。
A suction part that sucks an object and has a cavity,
A suction device that communicates with the suction part and sucks the gas inside the suction part so as to suck the object on the suction part.
A light amount sensor that detects light incident through the cavity and detects the amount of light from the object,
A control device that determines the adsorption state of the adsorption portion based on the amount of light acquired by the light amount sensor, and
Aircraft with.
物体を吸着し、空洞を有する吸着部と、前記吸着部に連通し、前記吸着部に前記物体を吸着させるように前記吸着部内部の気体を吸引する吸引装置と、前記空洞を通って入射する光を検出し、前記物体からの光量を検出する光量センサと、前記光量センサにより取得された光量に基づいて、前記吸着部の吸着状態を判定する制御装置と、を有する保持装置と、
前記保持装置を移動させる移動機構と、
前記物体を認識する認識装置と、
前記認識装置からの出力に基づいて前記移動機構を制御する移動機構制御装置と、
を備える搬送システム。
An object is adsorbed, a suction device having a cavity, a suction device that communicates with the suction part, and sucks a gas inside the suction part so as to suck the object to the suction part, and an incident through the cavity. A holding device having a light amount sensor that detects light and detects the amount of light from the object, and a control device that determines the suction state of the suction portion based on the light amount acquired by the light amount sensor.
A moving mechanism for moving the holding device and
A recognition device that recognizes the object and
A movement mechanism control device that controls the movement mechanism based on the output from the recognition device, and
Conveyance system with.
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