JP4737099B2 - Robot and robot control apparatus and control method - Google Patents
Robot and robot control apparatus and control method Download PDFInfo
- Publication number
- JP4737099B2 JP4737099B2 JP2007016537A JP2007016537A JP4737099B2 JP 4737099 B2 JP4737099 B2 JP 4737099B2 JP 2007016537 A JP2007016537 A JP 2007016537A JP 2007016537 A JP2007016537 A JP 2007016537A JP 4737099 B2 JP4737099 B2 JP 4737099B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gripping
- unit
- robot
- finger
- contact force
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
- B25J15/0009—Gripping heads and other end effectors comprising multi-articulated fingers, e.g. resembling a human hand
Description
本発明は、ロボットに関する。特に、少なくとも2本の指部を有するハンド部を備え、ハンド部によって物体を把持するロボットに関する。 The present invention relates to a robot. In particular, the present invention relates to a robot that includes a hand unit having at least two fingers and holds an object by the hand unit.
少なくとも2本の指部を有するハンド部を備え、ハンド部によって物体を把持するロボットが開発されている。この種のロボットは、様々な物体を確実に把持することが求められる。そこで、把持する物体の形状をカメラで認識し、物体の形状に応じて把持動作を決定する技術が多く提案されている。
また、カメラを必要とすることなく、把持対象物の形状を認識する技術も提案されている(特許文献1)。この技術では、各指部と把持対象物との接触を検出するセンサと、各指部の開閉角度を検出するセンサを利用し、把持対象物と接触したときの各指部の開閉角度に基づいて把持対象物の概略形状を計算する。この技術によれば、例えば物体が暗闇に配置されている場合でも、物体の形状に応じて把持動作を調節することができる。
A robot has been developed that includes a hand unit having at least two fingers and holds an object by the hand unit. This type of robot is required to reliably hold various objects. Therefore, many techniques for recognizing the shape of an object to be grasped by a camera and determining a grasping operation according to the shape of the object have been proposed.
In addition, a technique for recognizing the shape of an object to be grasped without requiring a camera has been proposed (Patent Document 1). In this technique, a sensor that detects contact between each finger part and a gripping object and a sensor that detects an opening / closing angle of each finger part are used, and based on the opening / closing angle of each finger part when contacting the gripping object. To calculate the approximate shape of the object to be grasped. According to this technique, for example, even when the object is arranged in the dark, the gripping operation can be adjusted according to the shape of the object.
従来の技術では、把持する物体の形状を認識することはできても、把持する物体の表面性状を認識することはできない。そのことから、例えば表面が粗い物体と平滑な物体を、同じ把持動作で把持する必要がある。例えば物体を把持する際の把持力についても、表面が粗い物体と平滑な物体を同じ把持力で把持する必要があり、表面が粗い物体を把持することはできても、表面が平滑な物体は把持できないことがある。表面が平滑な物体を基準に把持力を定めれば、表面が平滑な物体も把持できるようになるが、表面が粗い物体を必要以上の把持力で把持することとなり、無用なエネルギーを消費してしまう。
本発明は、上記の問題を解決する。本発明は、物体の表面性状に応じて把持動作を調整し、様々な物体を適切に把持することを可能とする技術を提供する。
In the conventional technique, although the shape of the object to be grasped can be recognized, the surface property of the object to be grasped cannot be recognized. Therefore, for example, it is necessary to grip an object having a rough surface and a smooth object by the same gripping operation. For example, regarding the gripping force when gripping an object, it is necessary to grip an object with a rough surface and a smooth object with the same gripping force, and even though an object with a rough surface can be gripped, You may not be able to grip. If the gripping force is determined based on an object with a smooth surface, an object with a smooth surface can be gripped, but an object with a rough surface will be gripped with an excessive gripping force, and unnecessary energy will be consumed. End up.
The present invention solves the above problems. The present invention provides a technique that makes it possible to appropriately grip various objects by adjusting the gripping operation according to the surface properties of the object.
本発明の技術は、物体を把持するロボットに具現化することができる。このロボットは、少なくとも2本の指部を有するハンド部と、指部が物体から受ける接触力を測定する接触力測定手段と、指部が物体表面で摺動した際に接触力測定手段によって測定される接触力の振動周波数を測定する周波数測定手段と、周波数測定手段によって測定された振動周波数に基づいて、ハンド部が物体を把持する把持動作を調節する把持動作調節手段を備えている。 The technology of the present invention can be embodied in a robot that holds an object. This robot has a hand part having at least two finger parts, a contact force measuring means for measuring a contact force that the finger part receives from an object, and a contact force measuring means when the finger part slides on the object surface. Frequency measuring means for measuring the vibration frequency of the contact force to be applied, and gripping operation adjusting means for adjusting the gripping operation in which the hand unit grips the object based on the vibration frequency measured by the frequency measuring means.
指部を物体表面で摺動させると、指部が物体から受ける接触力は、物体表面の粗さに応じて周期的に振動する。そのことから、指部を物体表面で摺動させたときに指部が物体から受ける接触力の振動周波数を測定することによって、物体表面の粗さを把握することができる。そして、測定した振動周波数に基づいてハンド部の把持動作を調節することによって、物体表面の粗さに応じた把持動作を実現することが可能となる。例えば、物体表面が平滑であると判断される場合には、物体を把持する把持力を大きくすることもできるし、物体に対する各指部の配置を変更することもできる。
このロボットによると、様々な表面性状の物体を適切に把持することができる。
When the finger is slid on the object surface, the contact force that the finger receives from the object vibrates periodically according to the roughness of the object surface. Therefore, the roughness of the object surface can be grasped by measuring the vibration frequency of the contact force that the finger receives from the object when the finger is slid on the object surface. And it becomes possible to implement | achieve the holding | grip operation | movement according to the roughness of the object surface by adjusting the holding | grip operation | movement of a hand part based on the measured vibration frequency. For example, when it is determined that the object surface is smooth, the gripping force for gripping the object can be increased, and the arrangement of each finger portion with respect to the object can be changed.
According to this robot, it is possible to appropriately hold objects having various surface properties.
上記したロボットにおいて、把持動作調節手段は、測定された接触力の振動周波数に基づいて、前記物体を把持する把持力の目標値を設定することが好ましい。
このロボットによると、物体表面の粗さに応じた把持力によって、物体をより確実に把持することができる。
In the robot described above, it is preferable that the gripping movement adjusting means sets a target value of the gripping force for gripping the object based on the measured vibration frequency of the contact force.
According to this robot, the object can be gripped more reliably by the gripping force according to the roughness of the object surface.
上記したロボットにおいて、把持動作調節手段は、測定された接触力の振動周波数が小さいほど、前記把持力の目標値を大きくすることが好ましい。
このロボットによると、表面が平滑な物体については大きな把持力で把持し、表面が粗い物体については小さな把持力で把持することが可能となる。
In the robot described above, it is preferable that the gripping motion adjusting means increases the target value of the gripping force as the measured vibration frequency of the contact force is small.
According to this robot, an object with a smooth surface can be gripped with a large gripping force, and an object with a rough surface can be gripped with a small gripping force.
本発明の技術は、少なくとも2本の指部を有するハンド部と、指部が物体から受ける接触力を測定する接触力測定手段を備えるロボットに、物体を把持させるロボットの制御装置に具現化することもできる。このロボットの制御装置は、指部が物体表面で摺動した際に接触力測定手段によって測定される接触力の振動周波数を測定する周波数測定手段と、周波数測定手段によって測定された振動周波数に基づいて、ハンド部が物体を把持する把持動作を調節する把持動作調節手段を備えている。ここで、把持動作調節手段は、測定された振動周波数が小さいほど、ハンド部が物体を把持する把持力の目標値を大きくすることが好ましい。
このロボットの制御装置によると、ロボットは様々な表面性状の物体を適切に把持することが可能となる。
The technology of the present invention is embodied in a robot control device that causes a robot to include a hand unit having at least two finger units and a contact force measuring unit that measures a contact force that the finger unit receives from an object. You can also. This robot control device is based on frequency measurement means for measuring the vibration frequency of the contact force measured by the contact force measurement means when the finger slides on the surface of the object, and on the vibration frequency measured by the frequency measurement means. And a gripping motion adjusting means for adjusting the gripping motion of the hand portion gripping the object. Here, it is preferable that the gripping movement adjusting unit increases the target value of the gripping force with which the hand unit grips the object as the measured vibration frequency is small.
According to this robot control apparatus, the robot can appropriately hold objects having various surface properties.
本発明の技術はまた、少なくとも2本の指部を有するハンド部と、指部が物体から受ける接触力を測定する接触力測定手段を備えるロボットに物体を把持させるロボットの制御方法にも具現化される。この制御方法は、指部が物体表面で摺動した際に接触力測定手段によって測定される接触力の振動周波数を測定する周波数測定工程と、周波数測定工程によって測定された振動周波数に基づいて、ハンド部が物体を把持する把持動作を調節する把持動作調節工程を備えている。ここで、把持動作調節工程では、測定された振動周波数が小さいほど、ハンド部が物体を把持する把持力の目標値を大きくすることが好ましい。
このロボットの制御方法によると、ロボットは様々な表面性状の物体を適切に把持することが可能となる。
The technology of the present invention is also embodied in a robot control method that causes a robot to grip an object by including a hand unit having at least two finger units and a contact force measuring unit that measures a contact force that the finger unit receives from an object. Is done. This control method is based on the frequency measurement step of measuring the vibration frequency of the contact force measured by the contact force measurement means when the finger part slides on the object surface, and the vibration frequency measured by the frequency measurement step. A gripping operation adjusting step for adjusting a gripping operation in which the hand unit grips an object is provided. Here, in the gripping movement adjustment step, it is preferable that the target value of the gripping force with which the hand unit grips the object is increased as the measured vibration frequency is lower.
According to this robot control method, the robot can appropriately hold objects having various surface properties.
本発明により、様々な物体を適切に把持するロボットを具現化することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to embody a robot that appropriately holds various objects.
最初に、以下に説明する実施例の主要な特徴を列記する。
(特徴1) ロボットは、把持対象物を撮像する2つのカメラを備えている。
(特徴2) ロボットは、2つのカメラによって把持対象物を撮像した画像から、把持対象物の位置を計算する手段を備えている。
(特徴3) 指部は複数のリンクを有しており、最も先端のリンクには圧力センサが設けられている。
(特徴4) ロボットの制御装置は、設定した把持力の目標値と、指部が把持対象物から受けている接触力の測定値に基づいて、指部の動作を制御する把持動作制御部を備えている。
First, the main features of the embodiments described below are listed.
(Feature 1) The robot includes two cameras that capture an image of the object to be grasped.
(Feature 2) The robot includes means for calculating the position of the gripping object from images obtained by capturing the gripping object by two cameras.
(Characteristic 3) The finger part has a plurality of links, and a pressure sensor is provided on the most distal link.
(Feature 4) The robot control device includes a gripping motion control unit that controls the motion of the finger based on the set target value of the gripping force and the measured value of the contact force that the finger receives from the gripping object. I have.
図1は、本発明を実施したロボット10の外観を模式的に示す図である。本実施例のロボット10は、人の一部を模して作られたヒューマノイドロボットである。ロボット10は、物体(把持対象物)2を把持して移動させることができる。
図1に示すように、ロボット10は、ロボット本体20と、ロボット本体20の動作を制御する制御装置100を備えている。ロボット本体20は、頭部30と、胴部40と、アーム部50と、ハンド部70を備えている。頭部30は、胴部40に揺動可能に連結されている。頭部30には、把持対象物2を撮影する二つのカメラ32(一つは図示されていない)が設けられている。アーム部50は、複数のリンクを有するロボットアームである。アーム部50の基端は胴部40に連結されており、アーム部50の先端にはハンド部70が連結されている。アーム部50は、アクチュエータである複数のモータ52(図3参照)を備えており、自身の姿勢を変化させることによってハンド部70の位置や向きを変化させる。
FIG. 1 is a diagram schematically showing the appearance of a
As shown in FIG. 1, the
図2は、ハンド部70の構成を模式的に示している。図2に示すように、ハンド部70は、人の手を模して構成されたロボットハンドであり、手平部74と、手平部74に連結されている5本の指部80を備えている。各指部80は、指先リンク81と、指先リンク81が1軸関節82を介して連結されている中間リンク83と、中間リンク83が1軸関節84を介して接続されている基端リンク85を備えている。各指部80の基端リンク85は、手平部74に2軸関節86を介して接続されている。手平部74には、各関節82、84、86を動かす複数のモータ72が設けられている。モータ72と指部80の接続には、ワイヤ76が利用されている。手平部74や指部80の表面部は、弾性材料によって構成されており、把持対象物2と接触に伴って弾性変形するようになっている。
各指部80の指先リンク81には、圧力センサ90が設けられている。圧力センサ90は、ハンド部70が把持対象物2を把持したときに、把持対象物2と接触する位置に設けられている。各圧力センサ90は、面状に配列された複数の感圧素子を有しており、指先リンク81の表面に加えられている圧力分布を測定することができる。圧力センサ90は、把持対象物2から指先リンク81の表面に加えられる力(以下、接触力という)を測定するために設けられている。
FIG. 2 schematically shows the configuration of the
A
図3は、ロボット10の電気的な構成を示すブロック図である。図3に示すように、制御装置100は、画像処理部102と、アーム制御部104と、ハンド制御部110を備えている。
画像処理部102は、ロボット本体20の頭部30に設けられている二つのカメラ32が撮影した画像を処理し、把持対象物2の位置を計算する。画像処理部102は、計算した把持対象物2の位置を、アーム制御部104へ出力する。
アーム制御部104は、ロボット本体20のアーム部50を制御する。アーム制御部104は、画像処理部102から入力した把持対象物2の位置に基づいて、ハンド部70を移動させる目標位置を計算する。そして、アーム制御部104は、ハンド部70が計算した目標位置に位置するように、アーム部50のモータ52を制御する。
FIG. 3 is a block diagram showing an electrical configuration of the
The
The
ハンド制御部110は、ロボット本体20のハンド部70の動作を制御する。ハンド制御部110は、センサ信号処理部112と、把持力設定部114と、指動作計算部116と、複数のモータドライバ118を備えている。
センサ信号処理部112は、ハンド部70の各指80に設けられている圧力センサ90の出力信号を入力し、各指部80が把持対象物2から受けている接触力を計算する。センサ信号処理部112が計算した各指部80の接触力は、把持力設定部114および指動作計算部116へ出力される。
把持力設定部114は、センサ信号処理部112が計算した指部80の接触力に基づいて、把持対象物2を把持する際の把持力の目標値を設定する。この目標値の設定処理については、後段において詳細に説明する。把持力設定部114が設定した把持力の目標値は、指動作計算部116へ出力される。
指動作計算部116は、把持力設定部114が設定した把持力の目標値と、センサ信号処理部112が計算した実際の接触力との間の偏差に基づいて、各指部80の目標動作量を計算する。
モータドライバ118は、指動作計算部116が計算した各指部80の目標動作量に基づいて、ハンド部70の各モータ72を制御する。
以上のように、ハンド制御部110は、把持対象物2を把持する際の把持力の目標値を設定し、設定した把持力で把持対象物2を把持するように、ハンド部70の動作を制御する。
The
The sensor
The gripping
The finger
The
As described above, the
図4は、ロボット10が把持対象物2を把持する動作の流れを示すフローチャートである。以下、図4に示す動作フローに沿って、ロボット10による把持対象物2の把持動作を詳細に説明する。
ステップS2では、画像処理部102が、カメラ32による撮影画像に基づいて、把持対象物2の位置と形状を計算する。
ステップS4では、アーム制御部104が把持対象物2の位置に基づいてアーム部50を動かし、ハンド部70を把持対象物2の近傍に移動させる。このハンド部70を移動させる位置は、把持対象物2を把持するための位置ではなく、次のステップS6における摺動動作のための初期位置である。
FIG. 4 is a flowchart showing a flow of an operation in which the
In step S <b> 2, the
In step S <b> 4, the
ステップS6では、図5に示すように、ハンド部70を把持対象物2の表面に沿って移動させることによって、少なくとも1本の指部80の指先リンク81を、把持対象物2の表面2aで摺動させる。図5は、ステップS6における摺動動作の一例を示すものであり、ハンド部70を位置(a)から位置(b)を経て位置(c)まで移動させる様子を示している。この摺動動作中、把持対象物2の表面2aから指先リンク81に加えられる接触力が、圧力センサ90とセンサ信号処理部112によって測定される。摺動動作中に測定された接触力の時系列データは、把持力設定部114に入力される。
図6は、摺動動作中に測定される接触力の一例を示している。図6中において、時間t1は指部80と把持対象物2の表面2aとの接触開始時点を示しており、時間t2は指部80と把持対象物2の表面2aとの接触終了時点を示している。即ち、時間t1から時間t2の期間は、指部80が把持対象物2の表面2aを摺動している(撫でている)期間を示している。指部80が把持対象物2の表面2aを摺動している期間に測定される接触力は、把持対象物2の表面2aの粗さに応じて経時的に振動する。
In step S6, as shown in FIG. 5, the
FIG. 6 shows an example of the contact force measured during the sliding operation. In FIG. 6, time t <b> 1 indicates a contact start time point between the
図4のステップS8では、把持力設定部114が、摺動動作中に測定された接触力の時系列データに基づいて、把持対象物2を把持する際の把持力の目標値を設定する。先ず、把持力設定部114は、摺動動作中における接触力の振動周波数を計算する。先に説明したように、摺動動作中に測定された接触力は、把持対象物2の表面2aの粗さに応じて経時的に振動する。把持力設定部114は、測定された接触力の時系列データからピーク点を抽出し、単位時間あたりに含まれるピーク点の数を計数することによって、接触力の振動周波数を計算する。次いで、把持力設定部114は、計算した接触力の振動周波数に基づいて、把持力の目標値を決定する。それにより、把持力の目標値は、把持対象物2の表面2aの粗さに応じて決定される。
図7は、接触力の振動周波数(横軸)と、それに対して把持力設定部114が決定する把持力の目標値(縦軸)の関係を示している。図7に示すように、把持力設定部114は、測定された接触力の振動周波数が大きいほど、把持力の目標値を小さく設定する。それにより、把持対象物2の表面2aが粗い場合は把持力の目標値が小さく設定され、把持対象物2の表面2aが滑らかな場合は把持力の目標値が大きく設定される。
In step S8 of FIG. 4, the gripping
FIG. 7 shows the relationship between the vibration frequency (horizontal axis) of the contact force and the target value (vertical axis) of the gripping force determined by the gripping
把持力の目標値が設定されると、続くステップS12(図4)では、把持対象物2を実際に把持する動作が開始される。このステップS12では、先ず、アーム制御部52がアーム部50を制御し、ハンド部70を把持対象物2が把持可能な位置へ移動させる。次いで、ハンド制御部110がハンド部70の各モータ72を制御し、各指部80を屈曲させていく。各指部80が屈曲していくと、やがて各指部80が把持対象物2に接触する。各指部80が把持対象物2に接触すると、把持対象物2から各指部80に加えられる接触力が、各指部80の圧力センサ90によって測定される。測定された各指部80の接触力は、指動作計算部116に入力される。
When the target value of the gripping force is set, in the subsequent step S12 (FIG. 4), an operation of actually gripping the
ステップS14では、指動作計算部116およびモータドライバ118が、測定された各指部80の接触力と設定された把持力の目標値に基づいて、ハンド部70の各指部80の動作をフィードバック制御する。それにより、ハンド部70の把持対象物2を把持する把持力が目標値と等しくなるように、各指部80の動作が調整される。ハンド部70の把持対象物2を把持する把持力が目標値と等しくなった時点で(ステップS16でYES)、指動作計算部116は把持対象物2の把持が完了したと判断する。ハンド部70による把持対象物2の把持が完了すると、アーム制御部102がアーム部50を動かし、ハンド部70(即ち、把持対象物2)を指示された位置へ移動させる。
In step S14, the finger
以上のように、本実施例のロボット10は、把持対象物2の表面2aの粗さ(滑らかさ)を測定し、測定した粗さに応じた把持力で把持対象物2を把持することができる。例えば把持対象物2の表面2aが平滑な場合は、比較的に大きな把持力で把持対象物2を把持することにより、滑りやすい把持対象物2を確実に把持することができる。逆に、把持対象物2の表面2aが粗い場合は、比較的に小さな把持力で把持対象物2を把持することにより、無用なエネルギー消費や把持対象物2の破損を防止することができる。
本実施例では、指部80の指先リンク81に設けた圧力センサ90によって、把持対象物2の表面粗さを測定するとともに、指部80が把持対象物2に加えている把持力を測定している。それにより、把持対象物2の表面粗さを測定するために専用の圧力センサを別途設ける必要がない。ただし、把持対象物2の表面粗さを測定するために専用の圧力センサを、例えば手平部74やハンド部70の裏側(手の甲に相当する位置)に別途設ける構成とすることもできる。
As described above, the
In the present embodiment, the
把持対象物2を把持する把持力を設定する場合、把持対象物2の表面粗さに加えて、把持対象物2の表面硬さを考慮することも有効である。例えば、把持対象物2の表面粗さに基づいて設定した把持力が把持対象物2の表面硬さに対して過大であると、把持対象物2を破壊してしまうことがある。そのことから、把持対象物2の表面硬さに応じて、把持対象物2を把持する把持力を制限することが好ましい。それにより、把持対象物2の表面粗さに基づいて設定した把持力が把持対象物2の表面硬さに対して過大である場合には、把持対象物2の把持を中止することによって、把持対象物2の破壊を未然に防ぐことができる。
把持対象物2の表面硬さは、例えば、指先リンク81で把持対象物2の表面を押し付け、そのときの把持対象物2の変形量(即ち、指先リンク81の移動量)と指先リンク81に加わる接触力から計算することができる。即ち、ハンド部70によって把持対象物2を把持する時(図4のステップS14)に、指先リンク81の移動量と指先リンク81に加わる接触力を測定することによって、把持対象物2の表面硬さを計算することができる。そして、計算した把持対象物2の表面硬さに対して把持力の目標値が過大であれば、把持対象物2の把持を中止することが可能となる。
When setting the gripping force for gripping the
The surface hardness of the grasped
あるいは、次に説明する手法によっても、把持対象物2の表面粗さと表面硬さの両者を測定することができる。把持対象物2の表面粗さと表面硬さが異なると、指先リンク81を把持対象物2の表面で摺動させたときの接触力(表面2aに垂直な力)と、摩擦力(表面2aに平行な力)と、それら接触力又は摩擦力の振動周波数はそれぞれ変化する。換言すれば、指先リンク81を把持対象物2の表面で摺動させたときの接触力と摩擦力とその一方の振動周波数を測定すれば、把持対象物2の表面粗さと表面硬さを計算することが可能となる。図8は、その一例を示しており、ニューラルネットワークを利用するものである。図8に示すニューラルネットワーク200は、上記した接触力、摩擦力、振動周波数を入力し、把持対象物2の表面粗さと表面硬さを出力するように構築されている。ニューラルネットワーク200は、様々な把持対象物2の実際の表面粗さと表面硬さを教師信号として与えられることにより、学習させる(ニューロン202間の結合荷重を更新させる)ことができる。ニューラルネットワーク200を十分に学習させることによって、把持対象物2の表面粗さと表面硬さを正確に出力するニューラルネットワークを構築することができる。
Alternatively, both the surface roughness and the surface hardness of the grasped
上記したニューラルネットワーク200は、本実施例のロボット10において、把持力設定部114に搭載することができる。そして、ニューラルワーク200への各入力値は、以下のように得ることができる。先ず、指先リンク81を把持対象物2の表面で摺動させたときの接触力とその振動周波数については、図4のステップS6で測定される接触力の時系列データ(図6参照)を用いて計算することができる。指先リンク81を把持対象物2の表面で摺動させたときの摩擦力は、ステップS6の摺動動作時においてアーム部50に加わる負荷(これは、アーム部50の出力に等しい)から計算することができる。あるいは、摩擦力が測定可能な歪センサを指先リンク81に設けておけば、より直接的に測定することができる。ニューラルネットワーク200を用いることにより、把持力設定部114は、把持対象物2の表面粗さと表面硬さを正確に把握することができる。そして、把持対象物2の表面粗さと表面硬さに基づいて、把持力の目標値を適切に定めるとともに、把持対象物2が把持可能であるのか否かを判定することができる。
The
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
例えば、指部80が把持対象物2から受ける接触力は、圧力センサ90を用いることなく、指部80の関節82、84、86に加わるトルクを測定して算出することもできる。
また、本実施例のロボット10では、把持対象物2の表面粗さに基づいて、把持対象物2を把持する際の各指部80の姿勢を変化させてもよい。例えば把持対象物2の表面2aが滑らかである場合(即ち、接触力の振動周波数が小さい場合)には、各指部80が把持対象物2に広い面積で接触する姿勢となるように、各指部80の動作を調節するとよい。そのためには、把持対象物2を把持する際の各指部80の動作を記述する把持動作データを複数種類用意し、ハンド制御部110に予め記憶させておくとよい。それにより、ハンド制御部110は、判断した把持対象物2の表面粗さに基づいて、使用する把持動作データを選択することが可能となる。
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数の目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above.
For example, the contact force that the
Further, in the
The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology exemplified in this specification or the drawings achieves a plurality of objects at the same time, and has technical utility by achieving one of the objects.
10:ロボット
20:ロボット本体
30:頭部
32:カメラ
40:胴部
50:アーム部
52:アーム部のモータ
70:ハンド部
72:ハンド部のモータ
80:指部
81:指先リンク
90:圧力センサ
100:制御装置
102:画像処理部
104:アーム制御部
110:ハンド制御部
112:センサ信号処理部
114:把持力設定部
116:指動作計算部
118:モータドライバ
200:ニューラルネットワーク
10: Robot 20: Robot body 30: Head 32: Camera 40: Body 50: Arm unit 52: Arm unit motor 70: Hand unit 72: Hand unit motor 80: Finger unit 81: Fingertip link 90: Pressure sensor 100: control device 102: image processing unit 104: arm control unit 110: hand control unit 112: sensor signal processing unit 114: gripping force setting unit 116: finger motion calculation unit 118: motor driver 200: neural network
Claims (3)
少なくとも2本の指部を有するハンド部と、
指部が物体から受ける接触力を測定する接触力測定手段と、
指部が物体表面で摺動した際に接触力測定手段によって測定される接触力の振動周波数を測定する周波数測定手段と、
周波数測定手段によって測定された振動周波数に基づいて、ハンド部が物体を把持する把持動作を調節する把持動作調節手段と、
を備え、
前記把持動作調節手段は、測定された前記振動周波数が小さいほど、前記ハンド部が物体を把持する把持力の目標値を大きくすることを特徴とするロボット。 A robot that grips an object,
A hand portion having at least two fingers;
Contact force measuring means for measuring the contact force received by the finger from the object;
Frequency measuring means for measuring the vibration frequency of the contact force measured by the contact force measuring means when the finger part slides on the object surface;
Based on the vibration frequency measured by the frequency measuring means, the gripping movement adjusting means for adjusting the gripping movement in which the hand unit grips the object;
Equipped with a,
The gripping action adjusting means, as said measured vibration frequency is low, the hand portion characterized in that increasing the target value of the gripping force for gripping the object the robot.
指部が物体表面で摺動した際に接触力測定手段によって測定される接触力の振動周波数を測定する周波数測定手段と、
周波数測定手段によって測定された振動周波数に基づいて、ハンド部が物体を把持する把持動作を調節する把持動作調節手段と、
を備え、
前記把持動作調節手段は、測定された前記振動周波数が小さいほど、前記ハンド部が物体を把持する把持力の目標値を大きくすることを特徴とする制御装置。 A robot control device that causes a robot to grip an object, comprising a hand unit having at least two finger units, and a contact force measuring unit that measures a contact force that the finger unit receives from an object,
Frequency measuring means for measuring the vibration frequency of the contact force measured by the contact force measuring means when the finger part slides on the object surface;
Based on the vibration frequency measured by the frequency measuring means, the gripping movement adjusting means for adjusting the gripping movement in which the hand unit grips the object;
Equipped with a,
The gripping action adjusting means, as said measured vibration frequency is low, the hand portion characterized in that increasing the target value of the gripping force for gripping the object control device.
指部が物体表面で摺動した際に接触力測定手段によって測定される接触力の振動周波数を測定する周波数測定工程と、
周波数測定工程によって測定された振動周波数に基づいて、ハンド部が物体を把持する把持動作を調節する把持動作調節工程と、
を備え、
前記把持動作調節工程では、測定された前記振動周波数が小さいほど、前記ハンド部が物体を把持する把持力の目標値を大きくすることを特徴とする制御方法。 A robot control method for causing a robot to grip an object by a robot including a hand unit having at least two finger units and a contact force measuring unit that measures a contact force received by the finger unit from the object,
A frequency measurement step for measuring the vibration frequency of the contact force measured by the contact force measurement means when the finger part slides on the object surface;
Based on the vibration frequency measured by the frequency measurement step, a gripping operation adjustment step for adjusting a gripping operation in which the hand unit grips an object;
Equipped with a,
The gripping operation by adjusting process, said measured as vibration frequency is low, control how to characterized by increasing the target value of the gripping force which the hand unit to grip an object.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007016537A JP4737099B2 (en) | 2007-01-26 | 2007-01-26 | Robot and robot control apparatus and control method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007016537A JP4737099B2 (en) | 2007-01-26 | 2007-01-26 | Robot and robot control apparatus and control method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008183629A JP2008183629A (en) | 2008-08-14 |
JP4737099B2 true JP4737099B2 (en) | 2011-07-27 |
Family
ID=39726998
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007016537A Expired - Fee Related JP4737099B2 (en) | 2007-01-26 | 2007-01-26 | Robot and robot control apparatus and control method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4737099B2 (en) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8459711B2 (en) | 2009-05-14 | 2013-06-11 | Honda Motor Co., Ltd. | Five-fingered hand device |
JP2013132726A (en) * | 2011-12-27 | 2013-07-08 | Seiko Epson Corp | Method for controlling robot, and robot |
JP2014108466A (en) * | 2012-11-30 | 2014-06-12 | Fanuc Ltd | Electric hand with force sensor |
US20210402598A1 (en) * | 2018-10-10 | 2021-12-30 | Sony Corporation | Robot control device, robot control method, and robot control program |
JP7310273B2 (en) * | 2019-04-25 | 2023-07-19 | 株式会社ジェイテクト | Surface roughness estimation device and surface roughness estimation method |
WO2023027194A1 (en) * | 2021-08-27 | 2023-03-02 | 三菱ケミカル株式会社 | Robot, robot control device, and robot control method |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01316194A (en) * | 1988-06-16 | 1989-12-21 | Yamatake Honeywell Co Ltd | Slip detecting device |
JPH03251701A (en) * | 1990-02-28 | 1991-11-11 | Japan Aviation Electron Ind Ltd | Method and apparatus for evaluating surface roughness |
JP2002031574A (en) * | 2000-07-17 | 2002-01-31 | Sharp Corp | Tactile sensor |
JP2004077346A (en) * | 2002-08-20 | 2004-03-11 | Yamaguchi Technology Licensing Organization Ltd | Tactile sensor, surface form measurement system using the same, and surface form measurement method |
JP2004268160A (en) * | 2003-03-05 | 2004-09-30 | Sharp Corp | Robot hand and its control method |
JP2005144573A (en) * | 2003-11-12 | 2005-06-09 | Toyota Motor Corp | Gripping force control method of robot hand |
-
2007
- 2007-01-26 JP JP2007016537A patent/JP4737099B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01316194A (en) * | 1988-06-16 | 1989-12-21 | Yamatake Honeywell Co Ltd | Slip detecting device |
JPH03251701A (en) * | 1990-02-28 | 1991-11-11 | Japan Aviation Electron Ind Ltd | Method and apparatus for evaluating surface roughness |
JP2002031574A (en) * | 2000-07-17 | 2002-01-31 | Sharp Corp | Tactile sensor |
JP2004077346A (en) * | 2002-08-20 | 2004-03-11 | Yamaguchi Technology Licensing Organization Ltd | Tactile sensor, surface form measurement system using the same, and surface form measurement method |
JP2004268160A (en) * | 2003-03-05 | 2004-09-30 | Sharp Corp | Robot hand and its control method |
JP2005144573A (en) * | 2003-11-12 | 2005-06-09 | Toyota Motor Corp | Gripping force control method of robot hand |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2008183629A (en) | 2008-08-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4737099B2 (en) | Robot and robot control apparatus and control method | |
US8909376B2 (en) | Robot hand and method of controlling the same | |
KR20190073282A (en) | Grasping apparatus, learning apparatus, learned model, grasping system, determination method, and learning method | |
Carrozza et al. | Experimental analysis of an innovative prosthetic hand with proprioceptive sensors | |
CN112976025B (en) | Object soft and hard recognition and self-adaptive grabbing method based on humanoid manipulator device | |
JP2019018340A (en) | Work robot, control method therefor | |
JP2015030086A (en) | Robot control method, robot system, program and recording medium | |
JP2010064155A (en) | Holding device | |
JP2006297542A (en) | Slip detection device on finger surface of robot hand | |
CN103192398A (en) | Method for controlling robot hand | |
Su et al. | Robust grasping for an under-actuated anthropomorphic hand under object position uncertainty | |
CN114025928A (en) | End effector control system and end effector control method | |
Takagi et al. | Development of a grip aid system using air cylinders | |
JP4591043B2 (en) | Method of gripping an arbitrarily shaped object by a robot | |
JPWO2019065427A1 (en) | Robot hand system control method and robot hand system | |
JP4600445B2 (en) | Robot hand device | |
JP2007216367A (en) | Device and method for holding object | |
JP2005144573A (en) | Gripping force control method of robot hand | |
JP4715296B2 (en) | Robot hand holding and gripping control method. | |
JP2006341372A (en) | Method for controlling robot | |
JP6322948B2 (en) | Robot control apparatus, robot system, robot, robot control method, and program | |
Kiguchi et al. | A study of a 4DOF upper-limb power-assist intelligent exoskeleton with visual information for perception-assist | |
JP2005046980A (en) | Articulated manipulator | |
JP3937108B2 (en) | Robot control method and robot | |
JP4055703B2 (en) | Robot hand device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090422 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110113 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110208 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110224 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110405 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110418 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140513 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |