JP6387599B2 - ロボット、ロボットシステム、制御装置及び制御方法 - Google Patents
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Description
まず本実施形態の手法について説明する。ロボットによる作業において、対象物を所与の把持部(狭義にはハンド)から、他の把持部へ持ち替える持ち替え動作が有用となる場面は多い。
次に、本実施形態に係るロボットの構成例について説明する。図2(A)を用いて上述したように、本実施形態のロボットは、制御部100(制御装置)と、胴体部200と、第1の把持部310を有する第1のアーム300と、第2の把持部410を有する第2のアーム400とを含む。
次に、本実施形態で行われる持ち替え動作の詳細について説明する。具体的には、持ち替え動作位置の重力方向での高さについて説明し、その後第2の把持部410がアプローチする方向(上述した「下方向からの把持」)について説明する。そして、持ち替え動作時の第1の把持部310、第2の把持部410の把持方向について説明する。
上述したように、本実施形態では持ち替え動作位置の重力方向での高さは、作業台に置かれる物体の高さにより決定される。作業台に置かれるいずれの物体よりも高い位置の決定手法は上述したとおりであり、ユーザーからの入力情報、3次元モデルデータ等の情報、センサー等を用いた認識結果を表す情報等、種々の情報を用いることができる。また、肩関節の位置を用いる等の変形実施も考えられる。
次に第2の把持部410のアプローチ方向について説明する。上述したように、本実施形態では第2の把持状態では、第2の把持部410は対象物よりも低い位置にあり、当該第2の把持状態は、例えば対象物より低い位置に設定されたアプローチ点APから対象物OBの方向へ向かってアプローチを行って、第2の把持部410により対象物OBを把持することで実現される。一例としては、図4(A)、図4(B)に示した方向で把持を行えばよい。
次に持ち替え動作時の第1の把持部310、第2の把持部410の把持方向について説明する。ここでの把持方向とは、把持位置において把持部が対象物OBを把持する時に、把持部が対象物OBに力を加える(近付く)方向のことをいい、図15に示す例であれば、D5又はD6が把持方向となる。把持部が4指ハンドの場合、図11(A)に示したようにD1又はD2が把持方向と考えられるが、上述したように各指はD3又はD4の方向に可動してもよく、D3又はD4に力を加えて把持するのであれば当該方向を把持方向と考えることもできる。つまり把持部の構造によっては把持方向は指の可動方向だけから決定されるのではなく、実際に対象物OBを把持する際に指をどのように制御するかによって、把持方向が変化しうる。例えば、D1方向の第1の大きさのベクトルをV1とし、D3方向の第2の大きさのベクトルをV2とした場合に、把持方向がV1とV2の合成ベクトルの方向となる場合等が考えられる。以下では説明を簡単にするために、2指ハンドから2指ハンドへの持ち替え動作について説明する。
次に上述してきた本実施形態の制御に用いられる情報(作業シナリオ)を生成する手法として、オフラインシミュレーターを用いる例を説明する。ただし、作業シナリオ等の生成手法は後述するものに限定されず、種々の変形実施が可能である。
50 ロボット、60 制御装置、100 制御部、110 ロボット制御部、
120 作業シナリオ生成部、200 胴体部、300 第1のアーム、
310 第1の把持部、400 第2のアーム、410 第2の把持部、
500 撮像部、600 頭部、AP アプローチ点、J1 第1の関節、
J2 第2の関節、OB 対象物、R1‐RN ロボット
Claims (14)
- 胴体部と、
前記胴体部に第1の関節により接続され、第1の把持部を有する第1のアームと、
前記胴体部に第2の関節により接続され、対象物を載置可能である掌部と、指部と、を備える第2の把持部を有する第2のアームと、を含み、
載置面に置かれているいずれの物体よりも重力方向において高い位置で、前記第1の把持部により把持されている対象物を前記第2の把持部に持ち替える持ち替え動作を行い、
前記持ち替え動作は、前記指部と、前記指部に対して重力方向において低い位置にある前記掌部と、が、前記対象物に対して重力方向において低い位置から前記対象物の方向に移動して、把持を行う動作を含む、ロボット。 - 胴体部と、
前記胴体部に第1の関節により接続され、第1の把持部を有する第1のアームと、
前記胴体部に第2の関節により接続され、第2の把持部を有する第2のアームと、を含
み、
載置面に置かれているいずれの物体よりも重力方向において高い位置で、前記第1の把持部により把持されている対象物を前記第2の把持部に持ち替える持ち替え動作を行い、
前記持ち替え動作は、前記第2の把持部の鉛直方向における上端部が、前記対象物の鉛直方向における下端部よりも低い位置から前記対象物の方向に移動して、把持を行う動作を含む、ロボット。 - 請求項1又は2において、
前記第1の把持部は、前記対象物を第1の把持状態で把持しており、
前記第1の把持状態は、前記第1の把持部が、前記対象物に対して重力方向において上
方、または側方の位置となる状態であることを特徴とするロボット。 - 請求項1から3のいずれか一項において、
前記第2の把持部が、前記第1の把持部により把持されている前記対象物を第2の把持
状態で把持することによって、前記持ち替え動作を行い、
前記第2の把持状態は、前記第2の把持部の重力方向における高さが、前記対象物に対して低い状態であることを特徴とするロボット。 - 請求項1から4のいずれか一項において、
前記第1の把持部を用いて、前記対象物を第1の把持方向で把持する制御を行った後に、
前記第2の把持部を用いて、前記第1の把持方向に交差する第2の把持方向で、前記対象物を把持する制御を行うことを特徴とするロボット。 - 請求項5において、
前記第1の把持方向は、重力方向に沿った方向であり、
前記第2の把持方向は、前記重力方向に直交する水平方向に沿った方向であることを特
徴とするロボット。 - 請求項1から6のいずれか一項において、
前記第1の把持部の形状を膨らませたオフラインシミュレーターのモデルである第1の
モデルと、前記第2の把持部の形状を膨らませた前記オフラインシミュレーターのモデル
である第2のモデルとが、干渉しない把持位置姿勢を用いて、前記第1の把持部と前記第
2の把持部により前記持ち替え動作を行うことを特徴とするロボット。 - 請求項1から7のいずれか一項において、
第1の速度により、前記第2の把持部をアプローチ点まで移動させ、
前記第1の速度に比べて低い速度である第2の速度で、前記第2の把持部を前記アプロ
ーチ点から前記対象物の方向へ移動させることを特徴とするロボット。 - 請求項1から8のいずれか一項において、
前記対象物を撮像する撮像部の撮像範囲内で、前記持ち替え動作を行うことを特徴とす
るロボット。 - 請求項1から9のいずれか一項において、
前記第1の把持部及び前記第2の把持部の各把持部は、4本の指を有する4指ハンドで
あり、前記4本の指のうち第1、第2の指を用いて前記対象物を所与の方向から支持し、
前記4本の指のうち、前記第1、第2の指とは異なる第3、第4の指を用いて、前記対象
物を前記所与の方向とは逆の方向から支持することで、前記対象物を把持することを特徴
とするロボット。 - 請求項1から10のいずれか一項において、
前記物体は、ワーク、治具、工具のいずれか1つを含むことを特徴とするロボット。 - 胴体部と、
前記胴体部に第1の関節により接続され、第1の把持部を有する第1のアームと、
前記胴体部に第2の関節により接続され、対象物を載置可能である掌部と、指部と、を備える第2の把持部を有する第2のアームと、を含み、
載置面に置かれているいずれの物体よりも重力方向において高い位置で、前記第1の把持部により把持されている対象物を前記第2の把持部に持ち替える持ち替え動作を行い、
前記持ち替え動作は、前記指部と、前記指部に対して重力方向において低い位置にある前記掌部と、が、前記対象物に対して重力方向において低い位置から前記対象物の方向に移動して、把持を行う、ロボットシステム。 - 胴体部と、
前記胴体部に第1の関節により接続され、第1の把持部を有する第1のアームと、
前記胴体部に第2の関節により接続され、対象物を載置可能である掌部と、指部と、を備える第2の把持部を有する第2のアームと、を含むロボットに作業を行わせる制御装置であって、
前記ロボットに、載置面に置かれているいずれの物体よりも重力方向において高い位置で、前記第1の把持部及び前記第2の把持部とを用いて、対象物の持ち替えを行わせ、
前記持ち替えは、前記指部と、前記指部に対して重力方向において低い位置にある前記掌部と、を、前記対象物に対して重力方向において低い位置から前記対象物の方向に移動させ、把持を行わせる、制御装置。 - 胴体部と、
前記胴体部に第1の関節により接続され、第1の把持部を有する第1のアームと、
前記胴体部に第2の関節により接続され、対象物を載置可能である掌部と、指部と、を備える第2の把持部を有する第2のアームと、を含むロボットに作業を行わせる制御装置であって、
前記ロボットに、載置面に置かれているいずれの物体よりも重力方向において高い位置で、前記第1の把持部及び前記第2の把持部とを用いて、対象物の持ち替えを行わせ、
前記持ち替えは、前記指部と、前記指部に対して重力方向において低い位置にある前記掌部と、を、前記対象物に対して重力方向において低い位置から前記対象物の方向に移動させ、把持を行わせる、制御方法。
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