JP6435400B2 - Working robot and gripper - Google Patents
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Description
本発明は、棚に置かれている物品を取る作業ロボット及びそのグリッパに関する。 The present invention relates to a work robot that takes an article placed on a shelf and a gripper thereof.
近年、多様化する消費者ニーズに柔軟に対応するため、通信販売倉庫や多品種少量生産工場のような多品目を取り扱う倉庫や工場が増えてきている。このような倉庫や工場における主要な作業の一つにピッキング作業がある。この作業は、注文のあった商品あるいは製品生産に必要な部品を、それらが収められている棚から取ってくる作業である。従来は人手で行われるものであったが、近年は、少子高齢化による労働力確保が難しくなっていること、より高い生産性が求められていることから、ピッキング作業のロボット化が期待されている。 In recent years, in order to flexibly respond to diversifying consumer needs, an increasing number of warehouses and factories handle many items such as mail order warehouses and high-mix low-volume production factories. One of the main tasks in such warehouses and factories is picking. This work is a work for picking up an ordered product or a part necessary for product production from a shelf in which they are stored. In the past, it was done manually, but in recent years it has become difficult to secure a labor force due to the declining birthrate and aging population, and higher productivity is required. Yes.
物品を取る作業ロボットは、居住空間において人間の生活を支援することを目的に研究開発がなされている。例えば、特許文献1には、ロボットを使って居住空間内の物品を移動させる機能を有する物品管理システムが開示されている。 Research and development have been conducted on work robots that pick up articles for the purpose of supporting human life in living spaces. For example, Patent Document 1 discloses an article management system having a function of moving an article in a living space using a robot.
また、特許文献2には、フレキシブルな吸着パッドとその両側にサイドサポータを設けたグリッパを用いてセラミックス柱状体を搬送する移載装置が開示されている。
ここで、図1、図2を用いて従来技術の問題点について説明する。図1は、倉庫や工場において直置き物品101を格納している格納棚100aを表す模式図の例である。図1の格納棚100aは直置き物品101を複数格納している。直置き物品101はティッシュペーパの箱、靴箱、段ボール箱など直方体形状の物品が主に想定されるが、それだけに留まるものではない。このように、直置き物品101が直接格納棚100に置かれる場合、格納効率を高めるため、それらは隙間なく敷き詰めて置かれるのが一般的である。
Here, problems of the prior art will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an example of a schematic diagram showing a
このことに対し、特許文献1に開示されているロボットのように、そのグリッパが2本以上の指で構成され、指で物品を挟むことにより物品を把持する作業ロボットでは、物品間に指を入れる隙間が無いことから、このような直置き物品101を直接把持することができない。
On the other hand, as in the robot disclosed in Patent Document 1, the gripper is composed of two or more fingers, and a work robot that grips an article by sandwiching the article with the fingers holds the finger between the articles. Since there is no gap to put in, such a directly placed
図1に示すような、棚に敷き詰めて置かれた物品を保持するためには、特許文献2に開示されている移載装置のように、吸着パッドを用いる必要がある。吸着パッドは、真空ポンプにより吸引力を発生させ、物品との吸着面を密閉させることで物品を保持するものである。
In order to hold an article placed on a shelf as shown in FIG. 1, it is necessary to use a suction pad as in the transfer device disclosed in
ただし、特許文献2に開示されている移載装置は、比較的小型で、特に奥行き方向の長さが短い物品を対象としている。特許文献2に開示されている移載装置により図1に示すような直置き物品101を保持しようとしても、直置き物品101に掛かる重力により吸着パッドにモーメントが加わり、吸着パッドが引き剥がされてしまう。この問題について図2を用いて詳しく説明する。
However, the transfer device disclosed in
図2は、吸着パッド15zを有する従来吸着グリッパ200により、直置き物品101を把持する際に、吸着パッド15zに加わるモーメントMzを表す模式図の例である。2, the
吸着パッド15zは直置き物品101の重心との距離Lに位置する側面を吸着し、重力Gが掛っている直置き物品101の保持を試みている。すると、吸着パッド15zには、重力Gに起因するモーメントMzが加わる。モーメントMzは数1で算出される。The
吸着パッド15に対しモーメントMは吸着面17の密閉を引き剥がす方向に加わるが、吸着はこのようなモーメントに対して脆く、比較的容易に引き剥がされてしまう。特許文献2に開示されている移載装置に取り付けられているサイドサポータは、あくまでも吸着バットの側方にしか取り付けられていないため、このモーメントに対する効果は薄く、距離Lが長くモーメントMが大きくなる物品の把持には適さない。
Although the moment M is applied to the
従来吸着グリッパ200でこのような物品でも保持可能となるように吸引力の発生を大きくすると、吸引力を発生するための真空ポンプが大型化し、作業ロボットにそれを搭載できなくなってしまう。
If the suction force is increased so that the
本発明では、上記のような問題意識の下、棚に敷き詰めて格納された奥行き方向に長さのある物品を保持可能とする作業ロボットを提供することを目的としている。 An object of the present invention is to provide a work robot capable of holding an article having a length in a depth direction stored on a shelf while being conscious of the above problems.
上記技術課題を解決するため、物品を保持するグリップ部と、前記グリップ部に対して、重力方向側に配置された突起部と、を備えることを特徴とする作業ロボットを提供する。 In order to solve the above technical problem, a work robot is provided, comprising: a grip portion that holds an article; and a protrusion portion that is disposed on the gravitational direction side with respect to the grip portion.
本発明によれば、倉庫や工場における作業ロボットが、棚に敷き詰めて格納された奥行き方向に長さのある物品を保持することができるようになる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the work robot in a warehouse or a factory comes to be able to hold | maintain the article | item with the length in the depth direction stored on the shelf.
以下、図面を用いて実施例を説明する。 Embodiments will be described below with reference to the drawings.
本実施例では、図1に示すような格納棚100aに敷き詰めて置かれた直置き物品101を保持することが可能な作業ロボット10aの例を説明する。本実施例では、直置き物品101は格納棚100aに格納されているが、テーブルや机などの台に置かれている物品を対象とすることもできる。また、図1に示した直置き物品101は直方体形状となっているが、作業ロボット10aが保持する対象は直方体形状の物体に限定される訳ではない。ただし、直置き物品101は、一般的な吸着パッド15が吸着可能とするような面を有し、その面を手前側に向けていることが必要となる。
In the present embodiment, an example of a
図3は、本実施例における作業ロボット10aの構成図の一例である。作業ロボット10aは、グリッパ11、マニピュレータ12、吸引力発生器13、制御部14から構成される。また、本実施例における作業ロボット10aは工場あるいは倉庫内を移動するものとし、走行部19、電力供給部18、周囲環境計測センサ22を備える。さらに、本実施例における作業ロボット10aは、直置き物品101の詳細な位置及び姿勢をその場で認識するものとし、物品計測センサ23を備える。
FIG. 3 is an example of a configuration diagram of the
ただし、本発明において、作業ロボット10aは必ずしも走行部19、電力供給部18、週環境計測センサ22を備える必要は無い。例えば、直置き物品101を供給すべき作業場が格納棚100aと近接しており、作業ロボット10aを走行させること無くマニピュレータ12が格納棚100aと作業場の両方にグリッパ11を移動させることができる状況では、作業ロボット10aは走行部19を備えていなくとも良い。さらに、この場合、電力についてはコンセントなどを介し外部から供給しても良く、電力供給部18を備えなくとも良い。また、周囲環境計測センサ22は、作業ロボット10aが自身の位置及び向きを時々刻々と認識するために用いるが、作業ロボット10aが走行しないのであれば、自身の位置及び向きを予め教えておけば良く、時々刻々認識する必要は無い。このような場合、周囲環境計測センサ22を備えなくとも良い。
However, in the present invention, the
また、作業ロボット10aを固定設置して用いる場合として、格納棚100aを可動式とし、搬送ロボットが格納棚100aを作業ロボット10aの作業可能範囲まで搬送する構成としてもよい。
In the case where the
また、本発明において、作業ロボット10aは必ずしも物体計測センサ23を備える必要は無い。例えば、作業ロボット10aに対し、直置き物品101の詳細な位置及び姿勢を予め教えることができるのであれば、その場で直置き物品101の詳細な位置及び姿勢を認識する必要が無いため、そのような場合には物体計測センサ23を備えなくとも良い。
In the present invention, the
本実施例における走行部19は、左右に取り付けられる2つの車輪と、各車輪に割り当てられる回転モータ2台、1台以上のキャスタにより構成される。2つのモータは独立に動作するものとし、2つの車輪が同方向に同じ速さで回転すれば作業ロボット10aは直進し、2つの車輪が逆方向に同じ速さで回転すれば作業ロボット10aはその場で旋回する。ただし、本発明において、走行部19はこの構成に限るものではなく、床面上の任意の位置姿勢に移動可能であれば良い。例えば、車輪軸を変更するステアリングを有する車輪を用いても良く、全方位移動可能なオムニホイールを用いても良く、脚型機構であっても良い。
The traveling
本実施例における周囲環境計測センサ22は、水平面上の障害物位置の分布を計測するレーザ距離センサとして実装される。ただし、本発明における周囲環境計測センサ22は、レーザ距離センサに限ったものではなく、作業ロボット10aの位置及び向きを認識するために十分な情報を取得可能とするものであれば良い。
The ambient
本実施例におけるマニピュレータ12は、鉛直方向に立っている支柱と、その支柱から水平方向に取り付けられている3リンク機構のアーム、支柱に沿って鉛直方向にアームを移動させるリニアアクチュエータ1台と、3リンク機構を動作させる回転モータ3台で構成されている。この構成により、マニピュレータ12は、アームの先端に取り付けられたグリッパ11の、位置については3自由度を、姿勢については鉛直軸回転1自由度を変更することができる。その結果、棚100aに格納された直置き物品101の側面に対し、グリッパ11に取り付けられている吸着パッド15の吸着面17を垂直に接触させることができる。ただし、本発明におけるマニピュレータ12はこの構成に限るものではなく、直置き物品101の側面に対し、グリッパ11に取り付けられている吸着パッド15の吸着面17を垂直に接触させる動作を実現できる構成であれば、アクチュエータの数や種類が異なっていても良い。
The manipulator 12 in the present embodiment includes a column standing in the vertical direction, an arm of a three-link mechanism attached in the horizontal direction from the column, one linear actuator for moving the arm in the vertical direction along the column, It consists of three rotary motors that operate a three-link mechanism. With this configuration, the manipulator 12 can change the position of the gripper 11 attached to the tip of the arm with three degrees of freedom and the posture with one degree of freedom of vertical axis rotation. As a result, the
本実施例における物品計測センサ23は、視野内の障害物位置の分布を計測する距離画像センサ(デプスカメラとも呼ばれる)として実装される。ただし、本発明における物品計測センサ23は、距離画像センサに限ったものではなく、直置き物品101の位置及び姿勢を認識するために十分な情報を取得可能とするものであれば良く、カメラと距離画像センサなど複数のセンサの組み合わせとして実装されても良い。本実施例では、グリッパ11の上に物品計測センサ23が取り付けられており、マニピュレータ12を動作させることにより、棚100aに格納された直置き物品101を計測可能な位置及び向きに、物品計測センサ23を移動させることができる。ただし、本発明における物品計測センサ23の取付け方法はこれに限ったものではなく、直置き物品101を計測可能なように設置されていれば良い。
The article measurement sensor 23 in this embodiment is mounted as a distance image sensor (also referred to as a depth camera) that measures the distribution of obstacle positions within the field of view. However, the article measurement sensor 23 in the present invention is not limited to the distance image sensor, and may be any sensor that can acquire sufficient information for recognizing the position and orientation of the directly placed
本実施例における吸引力発生器13は、真空ポンプあるいはコンプレッサーと真空発生器との組合せなどとして実装され、さらに電気的信号で作動する真空バルブを備える。吸引力発生器13とグリッパ11の吸着パッド15とは配管により繋がっており、吸引力発生器13はグリッパ11の吸着パッド15に吸引力を発生させることができる。
The
本実施例における制御部14は、PCなどのように、CPU、RAM、外部記憶媒体、通信機能の組合せとして実装される。外部記憶媒体はHDDやフラッシュメモリなどとして実装される。制御部14は、電力供給部18から供給される電力を各構成機器へと配分し、マニピュレータ12、吸引力発生器13、走行部19、周囲環境計測センサ22、物品計測センサ23の制御を行う。加えて、制御部14は、周囲環境計測センサ22、物品計測センサ23から取得した計測結果を解析し、その結果や予め与えられた情報に基づきマニピュレータ12、吸引力発生器13、走行部19の動作計画を行う。制御部14は、複数台に分けて実装し、それぞれに異なる役割を与えても良い。
The
本実施例における制御部14の通信機能は無線LANなどとして実装される。ただし、本発明において、作業ロボット10aが作業空間内に固定設置される場合、有線LANとして実装されてもかまわない。制御部14の通信機能は、倉庫や工場の物品搬送システムの全体管理端末300と通信する際に用いられる。作業ロボット10aは、制御部14の通信機能を通じて、全体管理端末300からの指令を受信し、その指令に基づき物品のピッキング作業を遂行する。また、作業状況を全体管理端末300へと送信し、報告する。
The communication function of the
本実施例における制御部14は、周囲環境計測センサ22から取得した計測結果を用いて自身の位置及び向きを認識するための解析処理を行う。このような解析処理は、例えば、予め外部記憶媒体に記憶させた周囲環境地図と計測結果とを形状照合する手法が考えられる。
The
本実施例における制御部14は、物品計測センサ23から取得した計測結果を用いて物品の位置及び姿勢を認識するための解析処理を行う。このような解析処理は、例えば、予め外部記憶媒体に記憶させた物品の形状モデルと計測結果とを形状照合する手法が考えられる。
The
本実施例における電力供給部18は、バッテリとして実装され、マニピュレータ12、吸引力発生器13、制御部14、走行部19、周囲環境計測センサ22、物品計測センサ23に電力を供給する。その際に、制御部14を介して、電力量を調整して供給しても良い。本発明において、作業ロボット10aを作業空間内に固定設置することとした場合、電力供給部18を備えることなく、作業ロボット10aの各機器に対し外部電源から電力を供給する構成としても良い。この場合においても、制御部14を介して、電力量を調整して供給しても良い。
The
本実施例における電力供給部18は充電可能な構成とする。例えば、電力供給部18を作業ロボット10aから着脱可能とし、作業ロボット10aから外した状態で電力供給部18を充電しても良く、作業ロボット10aに取り付けたまま電力供給部18と外部電源を接続可能とするようなプラグを設けても良い。あるいは、作業ロボット10aに電力供給部18と電気的に繋がり外部から接触することが可能な電極を備え、工場内あるいは倉庫内に充電ステーションを設置し、作業ロボット10aが充電ステーションまで移動し、充電ステーションが自動で自身の電極と作業ロボット10aの電極とを接触させ、電力を供給することで作業ロボット10aの電力供給部18の充電を行う構成としても良い。
The
図4は本発明におけるグリッパ11の構成図の例を3例示している。
図4(a)は本発明におけるグリッパ11aの構成図の例である。グリッパ11aは吸着パッド15a、突起部16aを有する。FIG. 4 illustrates three examples of the configuration of the gripper 11 in the present invention.
FIG. 4A is an example of a configuration diagram of the
尚、本実施例並びに以下の実施例では、具体的な一例として吸着パッドを用いた場合について説明するが、粘着や物理的嵌合等、吸着以外の方法のものであっても、物品を保持するグリップであれば良いことは言うまでもない。以下、これらを総称してグリップ部と称して説明する場合がある。また、突起部は、グリッパ11と別部材であってもよいし、一体に形成されていてもよい。 In this example and the following examples, a case where a suction pad is used will be described as a specific example, but an article can be held even by a method other than suction such as adhesion or physical fitting. Needless to say, the grip is good. Hereinafter, these may be collectively referred to as a grip portion. Further, the protruding portion may be a separate member from the gripper 11 or may be formed integrally.
吸着パッド15は、吸引力発生器13と配管を介して繋がっており、制御部14の指令により吸引力発生器13が作動すると、吸着パッドの先端21に吸引力が発生する。吸引力が発生している状態で、吸着パッド15の吸着面17と物品の表面が接触し、吸着面17と物品表面との間が隙間無く密閉されると、吸着面17と物品表面とが吸着する。吸着のグリップ力を高めるため、吸着面17の素材はゴム製であることが望ましい。また、突起部16は、吸着パッド15の下方、言い換えれば、吸着パッド15よりも重力方向側に位置し、吸着パッド15と物品とが吸着している状態で突起部の先端20が物品の表面と接触するように取り付けられる。ここで、吸着パッドの先端21をゴム製とすると、吸着パッド15と物品とが吸着している状態では、通常時に比べ長さが縮む。このことを加味し、グリッパ11aの突起部16aの長さは、吸着パッド15aと物品とが吸着している状態における吸着パッド15aの長さと同じにしている。突起部16には強い荷重が掛かることから、その素材はアルミやカーボンなど、それに耐え得る剛性を持たせることが望ましい。また、突起部16と物品との接触のグリップ力を高めるため、突起部の先端20の素材は、ゴム製であることが望ましい。吸着により物品が突起部16aに押し付けられると、作用反作用の法則により、逆に突起部16aが物品を押し返す力が発生する。この力の発生により、吸着パッドの吸着面17aに掛かるモーメントを緩和することができる。
The
図4(b)は本発明におけるグリッパ11bの構成図の例である。グリッパ11bは吸着パッドの先端21bをゴム製のベローズ型、つまりは伸縮性を有する部材を用いている。ベローズ型とすることにより、吸着パッドの先端21bの柔軟性がより顕著になり、物品表面に対し吸着面17bを接触させる際に、その垂直度合いの厳密性を緩和することができる。また、吸着パッド15と物品とが吸着している状態では、通常時に比べ長さが顕著に短くなる。ここで、突起部16の長さを、通常時、つまりは物品と吸着する前の時には吸着パッド15bよりも短く、吸着パッド15bと物品とが吸着している際には吸着パッド15bよりも長くなるようにする。言いかえれば、吸着バッドの伸縮方向、あるいは突起部の突出方向において、吸着パッドの長さは、突起部(突起部でしょうか?)の長さよりも長くなるように構成されている。これにより、吸着パッド15bと物品との吸着時に物品を斜め上方に向かせることができ、吸着パッドの吸着面17bに掛かるモーメントをグリッパ11aよりも緩和することができる。
FIG. 4B is an example of a configuration diagram of the
また、吸着時の吸着パッド15bと物品との吸着時において、吸着パッド15bの長さ、突起部16bの長さ、吸着パッド15bと突起部16bとの位置関係から、物品が傾く角度を予め算出しておき、その角度に合わせて突起部の先端20bの、物品と接触する面が斜め上方を向く傾斜面となるようにすると、突起部16bのグリップ力をより高めることができる。
In addition, when the
図4(c)は本発明におけるグリッパ11cの構成図の例である。グリッパ11cは吸着パッドの先端20をベローズ型とした4つの吸着パッド15c〜15fを備える。このように、本発明において、強い吸引力を発生させるため、グリッパ11は鉛直方向、横方向に複数の吸着パッド15を備えても良い。ここで、通常時には全ての吸着パッド15の長さを揃えると、全ての吸着パッド15が同時に物品表面と密着させることができ、瞬時に高い吸着力を得ることができる。また、突起部16cの長さは、図4(b)で示したグリッパ11bと同様に、通常時の吸着パッド15の長さよりも短く、吸着パッド15と物品表面とが吸着している状態における吸着パッド15の長さよりも長くすることが望ましい。
ここで、図4(b)で示したグリッパ11bと同様に吸着パッド15と物品表面との吸着時に物品を斜め上方に傾かせる場合、吸着パッドの先端21に余計な負荷が掛らなくなるように、上方の吸着パッドの吸着面17cあるいは17dの中心と、下方の吸着パッドの吸着面17eあるいは17fの中心と、突起部の先端20cとが同一直線状に乗るように、言い換えれば、各吸着バッドの接触面と、突起部の接触面とが同一平面上に乗るように、各吸着パッドの先端21c〜21dの縮み量を調節することが望ましい。ここでは、上方の吸着パッドの先端21c、21dの縮み量の方が、下方の吸着パッドの先端21e、21fの縮み量よりも大きくなるように調節することになるが、これを実現する例としては、上方の吸着パッドの先端21c、21dよりも、下方の吸着パッドの先端21e、21fを、ゴム厚を厚くする、あるいは、ひだの数を多くする、剛性の高いゴムを材料とする、などが考えられ、先端21c、21dの伸縮率の方が、下方の吸着パッドの先端21e、21fの伸縮率よりも大きくなるように調節することが望ましい。この調節の結果、吸着時において、それぞれの吸着パッド15の吸着面17の中心は、物品の傾きと突起部20cの先端により決定される平面上に乗る。FIG. 4C is an example of a configuration diagram of the gripper 11c in the present invention. The gripper 11c includes four
Here, as in the case of the
また、図4(b)で示したグリッパ11bと同様に、物品が傾く角度に合わせて突起部の先端20cの、物品と接触する表面を傾かせることが望ましい。
図4(b)で示したグリッパ11bにおいて、吸着パッド15bと物品表面との吸着時において、物品が斜め上方を向くように傾くと、吸着パッドの先端21bの上部は縮み量が大きく、吸着パッドの先端21bの下部は縮み量が小さくなることから、吸着パッドの先端21b全体としては曲げの負荷が掛かる。この負荷を軽減するため、吸着パッドの先端21bの下部の方が上部よりもゴム厚を厚くする、あるいは、剛性を強くするように調節して製造することが望ましい。この調節の結果、物品との吸着時において、吸着パッド15bの吸着面17全体は、物品の傾きと突起部20bの先端により決定される平面上に乗る。この調節は、図4(c)で示したグリッパ11cにおいても実施することが望ましい。Further, similarly to the
In the
図5は、本発明におけるグリッパ11により直置き物品101を把持する際に吸着パッド15に加わるモーメントを表す模式図の例を2例示している。
FIG. 5 illustrates two examples of schematic diagrams representing moments applied to the
図5(a)は、図4(a)で示したグリッパ11aにより直置き物品101を把持する際に、吸着パッド15aに加わるモーメントMaを表す模式図の例である。5 (a) is, when gripping a
吸着パッド15aは直置き物品101の重心との距離Lに位置する側面を吸着し、重力Gが掛っている直置き物品101の保持を試みている。グリッパ11aには、吸着パッド15aから下方に距離Dの位置に突起部16aが取り付けられ、直置き物品101に接触している。吸着パッド15aには重力Gに起因するモーメントが加わるが、突起部16aからの抗力Raによりそのモーメントが軽減される。吸着パッド15aが受けるモーメントMaは数2で算出される。The
グリッパ11aの吸着パッド15aが受けるモーメントMaは、従来吸着グリッパ200の吸着パッド15zが受けるモーメントMzと比較し、数2の右辺第2項の分だけ小さくなることが分かる。このように、吸着パッド15の下方に突起部16を取り付けたグリッパ11aは、吸着パッド15に掛かるモーメントMを小さくすることができる。Moment M a in which
図5(b)は、図4(b)で示したグリッパ11bにより直置き物品101を把持する際に、吸着パッド15bに加わるモーメントMbを表す模式図の例である。FIG. 5B is an example of a schematic diagram showing the moment M b applied to the
吸着パッド15bは直置き物品101の重心との距離Lに位置する側面を吸着し、重力Gが掛っている直置き物品101の保持を試みている。グリッパ11aには、吸着パッド15bから下方に距離Dの位置に突起部16bが取り付けられ、直置き物品101に接触している。また、吸着パッドの先端21bはベローズ型とし、吸着パッドの吸着面17bと直置き物品101との吸着時における吸着パッド15bの長さと、突起部16bの長さとの関係から、直置き物品101は斜め上方に角度θだけ持ち上げられる。吸着パッド15bには重力Gに起因するモーメントが加わるが、斜め上方に角度θだけ持ち上げていることからモーメントを発生させる成分が小さくなると共に、突起部16bからの抗力Rbによりそのモーメントが軽減される。吸着パッド15bが受けるモーメントMbは数3で算出される。The
グリッパ11bの吸着パッド15bが受けるモーメントMbは、グリッパ11aの吸着パッド15aが受けるモーメントMaと比較し、重力Gに1以下の値を持つcosθが掛けられており、その分だけ小さくなることが分かる。このように、吸着パッドの先端21をベローズ型とし、突起部16の長さを、通常時の吸着パッド15よりも短く、物品表面との吸着時の吸着パッド15よりも長くすることにより、吸着パッド15に掛かるモーメントMをより小さくすることができる。Moment M b where
図6は実施例1における作業ロボット10aの動作を表すフローチャートの一例である。
FIG. 6 is an example of a flowchart showing the operation of the
図6のフローチャートは、作業ロボット10aが待機中であり、作業台400xが直置き物品101xを必要としていると全体管理端末300が判断した状態から開始される(1001)。作業ロボット10aは、待機開始時に、待機位置を全体管理端末300へと通知しており、全体管理端末300は、作業ロボット10aの待機位置を知っている状態となっている。
The flowchart of FIG. 6 starts from a state in which the overall management terminal 300 determines that the
まず、全体管理端末300は、作業ロボット10aへの指令を作成し、無線LANあるいは有線LANを介して作業ロボット10aへその指令を送信、作業ロボット10aがその指令を受信する(1002)。全体管理端末300は、作業ロボット10aへの指令として、格納棚100xの位置及び姿勢、作業台400xの位置及び姿勢、作業ロボット10aの待機位置から直置き物品101xが格納されている格納棚100xの手前まで移動する際の格納棚行き経路、格納棚100xの手前から作業台400xの手前まで移動する際の作業台行き経路、格納棚100x内の直置き物品101xのおおよその位置及び姿勢、直置き物品101xの品種を含む情報を作成し、作業ロボット10aに送信する。ここで、作業ロボット10aを固定設置して用いる場合、指令は、直置き物品101xのおおよその位置及び姿勢、直置き物品101xの品種の2つの情報のみとなる。また、格納棚100x内の直置き物品101xの詳細な位置及び姿勢が分かっている場合は、大よその位置及び姿勢の代わりに、詳細な位置及び姿勢を指令情報として送信する。
First, the overall management terminal 300 creates a command for the
指令を受信した作業ロボット10aは、格納棚行き経路に沿って、格納棚100xの手前まで自律的に移動する(1003)。その際に、作業ロボット10aは、周囲環境計測センサ22の計測結果と予め外部記憶媒体に記憶させた周囲環境地図とを用いて、非特許文献1に記載の手法により自身の位置及び向きを時々刻々認識する。さらに、格納棚行き経路と自身の位置及び向きに基づき、走行部19の左右の車輪を制御することにより、格納棚行き経路に沿った移動を行う。その方法の一例として、格納棚行き経路上において自身の位置に最も近い点を特定し、その点から予め決められた長さ分前方の経路上の点を直近の目標位置とし、自身の位置から直近の目標位置までの方向と自身の向きとの差に応じて、走行部19の左右の車輪の回転速度を決定する方法が挙げられる。この自律移動の結果、格納棚行き経路の終端である棚100xの手前に到着した後、自身の位置及び向きと棚100xの位置及び姿勢に基づき、棚100xと正対するように、自身の向きを変更し、停止する。ここで、作業ロボット10aを固定設置して用いる場合、動作1003は省略される。
The
続いて、作業ロボット10aは、物品計測センサ23を用いて、格納棚100x内の直置き物品101xを計測する(1004)。その際に、作業ロボット10aは、全体管理端末300からの指令に含まれる格納棚100x内の直置き物品101xのおおよその位置及び姿勢に基づき、直置き物品101xが物品計測センサ23の計測範囲内に入るようにマニピュレータ12を用いて物品計測センサ23の位置及び向きを変更する。ここで、全体管理端末300からの指令に格納棚100x内の直置き物品101xの詳細な位置及び姿勢が含まれている場合、動作1004は省略される。
Subsequently, the
直置き物品101xを計測した後、作業ロボット10aは、動作1004の計測結果を用いて、直置き物品101xの詳細な位置姿勢を認識する(1005)。その際に、作業ロボット10aは、動作1004の計測結果と予め外部記憶媒体に記憶させた直置き物品101xの形状モデルとを用いて、非特許文献2に記載の手法により直置き物品101xの詳細な位置及び姿勢を認識する。ここで、全体管理端末300からの指令に格納棚100x内の直置き物品101xの詳細な位置及び姿勢が含まれている場合、動作1005は省略される。
After measuring the directly placed article 101x, the
ピッキング対象である直置き物品101xの詳細な位置及び姿勢が得られた後、作業ロボット10aは、グリッパ11に取り付けられている吸着パッド15の吸着面17を、直置き物品101xの側面に対し垂直に接触するように、マニピュレータ12を制御する(1006)。続いて、吸引力発生器13を作動し、吸着パッド15に吸引力を発生させることで、吸着パッド15の吸着面17と直置き物品101xの側面とを吸着させる(1007)。このとき、吸着を確実にするため、吸着パッド15を直置き物品101xの側面に対し垂直な方向に押し付けるようにマニピュレータ12を動作させても良い。また、吸引力発生器13に真空圧センサを取り付け、真空圧の変化を見ることで、吸着したか否かを確認することもできる。吸着させた後、作業ロボット10aは、直置き物品101xの側面の法線方向に沿って、グリッパ11を引くようにマニピュレータ12を制御する(1008)。この動作により、周囲の物品に接触することなく、直置き物品101xを棚100xから引き抜くことができる。ここで、グリッパ11に取り付けられる突起部16により、直置き物品101xは、棚100xから引き抜かれた後も、グリッパ11に安定して保持される。
After the detailed position and orientation of the directly placed article 101x to be picked are obtained, the
動作1008により直置き物品101xを保持した後、作業ロボット10aは、全体管理端末300の指令にある作業台行き経路に沿って、作業台の手前まで自律的に移動する(1009)。自律移動の方法は、動作1003と同様である。この自律移動の結果、作業台行き経路の終端である作業台400xの手前に到着した後、自身の位置及び向きと作業台400xの位置及び姿勢に基づき、作業台400xと正対するように、自身の向きを変更し、停止する。ここで、作業ロボット10aを固定設置して用いる場合、動作1009は省略される。
After holding the directly placed article 101x by
作業台400xと正対した後、作業ロボット10aは、保持している直置き物体101xを作業台400xに設置するように、マニピュレータ12及び吸引力発生器13を制御する(1010)。作業ロボット10aは、自身の位置及び向きと作業台400xの位置及び姿勢とに基づき、直置き物体101xが作業台400xの上に乗るように、マニピュレータ12を制御する。その後、吸引力発生器13の動作を停止させ、吸着パッド15の吸着面17から直置き物体101xの側面を離す。ここで、吸引力発生器13に真空圧センサを取り付け、真空圧の変化を見ることで、吸着パッド15の吸着面17から直置き物体101xの側面が離れたことを確認することもできる。
After facing the work table 400x, the
最後に、作業ロボット10aは、作業が完了した旨を、無線LANあるいは有線LANを介して全体管理端末300へ送信する(1011)。その際に、走行部19を伴う作業ロボット10aは、自身の位置及び向きを併せて全体管理端末300へと伝える。全体管理端末300がその作業完了報告を受信し、作業ロボット10aが待機状態となった時点で、本ピッキング作業が終了となる(1012)
グリッパ11の吸着パッド15と突起部16との距離Dはなるべく大きい方が望ましい。ただし、多品種の物品を取り扱う場合、距離Dを大きくし過ぎると、物品側面の高さによっては、吸着パッド15の吸着面17と突起部の先端20とを同時に物品側面に接触できないような物品も出てくる。そのため、各物品に対し、数1で表す従来吸着グリッパ200に掛かるモーメントMzを求め、吸引力発生器13と吸着パッド15との関係から、吸着パッド15のみではモーメントMzに耐えられない物品のみを、突起部16で支える対象とする。対象となった物品の中で、物品側面の高さが最小のものを選出し、選出した物品の側面高さに基づき、距離Dを決定する。Finally, the
The distance D between the
グリッパ11の突起部16には、作用反作用の法則により、突起部16からの抗力Rと同じ荷重が掛かる。その荷重を支えるため、突起部16はそれなりの厚さを必要とするが、厚くし過ぎると、突起部の先端20の一部が物品側面からはみ出してしまう。すると、実際の突起部16からの抗力Rの中心が吸着パッド15に近づき、吸着パッド15と突起部16との距離Dが短くなってしまう。そのため、突起部16の厚さは、物品から受ける荷重に耐えられる範囲内で小さく留めることが望ましい。
The protrusion 16 of the gripper 11 is subjected to the same load as the drag R from the protrusion 16 due to the law of action and reaction. In order to support the load, the protrusion 16 needs a certain thickness, but if it is too thick, a part of the tip 20 of the protrusion protrudes from the side surface of the article. Then, the center of the drag R from the actual protrusion 16 approaches the
グリッパ11aの吸着パッド15aが耐えられるモーメントの最大値をMmとすると、突起部16aが耐えなければならない荷重Fmは数4で表される。Assuming that the maximum moment that the
突起部16aの幅をW、厚さをB、長さをHとし、素材のヤング率をEとすると、突起部16aが耐えられない荷重、つまり突起部16aの座屈荷重Fkは数5で表される。The width of the
そのため、突起部16aの厚さの最小値Bmは数6で表される。Therefore, the minimum value B m of the thickness of the protruding
また、グリッパ11bにおいても、物品が斜め上方に傾く直前には、グリッパ11aと同じ状態が発生する。そのため、突起部16bにおいても、その厚さの最小値は数6のBmとなる。In the
また、吸着パッド15と直置き物体101との吸着時に直置き物体101を斜め上方に持ち上げる特徴を有するグリッパ11bあるいはグリッパ11cは、吸着パッド15の側方にその傾斜に合わせた斜め側方突起部29を有することで、より安定した把持が可能となる。図9は、グリッパ11bに斜め側方突起部29を取り付けたグリッパ11bの構成図の一例である。
Further, the
本実施例では、実施例1におけるグリッパ11の代わりに、スライダ式グリッパ24を有し、スライダ式グリッパ24内の吸着パッド15と突起部16との距離Dを、保持対象物品の側面高さに応じて可変とする作業ロボット10bの例を説明する。
In this embodiment, instead of the gripper 11 in the first embodiment, a slider gripper 24 is provided, and the distance D between the
本実施例における作業ロボット10bと、実施例1における作業ロボット10aとの違いは、グリッパ11の代わりにスライダ式グリッパ24を備えることのみである。
The only difference between the
図7は本実施例におけるスライダ式グリッパ24aの構成図の一例である。スライダ式グリッパ24aは、実施例1におけるグリッパ11と同様に、吸着パッド15gの下方、言い換えれば、吸着パッドよりも重力方向側に突起部15gを備え、さらに、吸着パッド15gを上下移動させる吸着パッド用リニアアクチュエータ25を備える。吸着パッド15gと突起部16gについては、図4を用いて説明したグリッパ11における吸着パッド15と突起部16の組み合わせをそのまま用いることができる。このような構成にすることにより、保持対象物品の側面高さに応じて、吸着パッド15gと突起部16gとの距離Dgを可変にすることができる。距離Dgは吸着パッド15gの吸着面17g全体が保持対象物品の側面に接触しつつ、突起部の先端20g全体を保持対象物品の側面に接触させることが可能であることを条件として、可能な限り長くすることが望ましい。FIG. 7 is an example of a configuration diagram of the slider-
また、吸着パッド15gと突起部16gとの距離Dgを可変にすることから、突起部の先端20gの傾斜角や、吸着パッド15gと物品側面とが吸着している状態における吸着パッドの先端21gの傾斜角の最適値は、保持対象物品によって異なる。そのため、これらの傾斜角は平均的な値を採用する。Further, since the distance D g between the
さらに、吸着パッド15gと直置き物体101との吸着時に直置き物体101を斜め上方に持ち上げる特徴を有するスライダ式グリッパ24aは、図9で示したようなグリッパ11bに取り付けられた斜め側方突起部29を、吸着パッド15gの側方にその傾斜に合わせて取り付けても良い。
Further, the slider-
作業ロボット10bがスライダ式グリッパ24aを備える場合、制御部14あるいは電力供給部18あるいはその両方はスライダ式グリッパ24aに電力を供給し、制御部14はスライダ式グリッパ24aを制御する。
When the
スライダ式グリッパ24aを備える作業ロボット10bの動作は、基本的には、実施例1における作業ロボット10aとほぼ同一である。ただし、全体管理端末300より指令を受信した際に、その指令に含まれるピッキング対象である直置き物品101xの品種情報に基づき、スライダ式グリッパ24aの吸着パッド用リニアアクチュエータ25を駆動させ、吸着パッド15gと突起部16gとの距離Dgを変更する動作が加わる。The operation of the
図8は本実施例におけるスライダ式グリッパ24bの構成図の一例である。スライダ式グリッパ24bは、実施例1におけるグリッパ11と同様に、吸着パッド15hの下方に突起部16hを備える。ただし、吸着パッドの先端21hはベローズ型とする。また、突起部16hは段差を有し、下段の方が長くなるようにする。突起部16hの上段の先端は、直置き物体101を保持している状態で直置き物体101に接触する保持時接触面27であり、突起部16hの下段の先端は、直置き物体101を保持する前に直置き物体101に接触する保持前接触面28である。通常時には吸着パッド15hの長さは突起部16hよりも長く、吸着パッド15hの吸着面17hと直置き物品101とが吸着している際には吸着パッド15hの長さは突起部16h上段の長さよりも短くする。また、スライダ式グリッパ24bは、スライダ式グリッパ24aと異なり、アクチュエータを持たない吸着パッド用リニアスライダ26を有する。
FIG. 8 is an example of a configuration diagram of the
スライダ式グリッパ24bの吸着パッド15hは、実施例1における吸着パッド15bと同様の工夫を、保持時接触面27は、実施例1における突起部の先端20bと同様の工夫を採用することができる。また、吸着パッド15hは、実施例1におけるグリッパ11cのように複数取り付けても良く、吸着パッド15hと保持時接触面27は、実施例1における吸着パッド15c〜15fと突起部の先端20cと同様の工夫を採用することができる。ただし、スライダ式グリッパ24aと同様に、吸着パッド15hと突起部16hとの距離Dhを可変にすることから、保持時接触面27の傾斜角や、吸着パッド15hと物品側面とが吸着している状態における吸着パッドの先端21hの傾斜角の最適値は、保持対象物品によって異なる。そのため、これらの傾斜角は平均的な値を採用する。The
さらに、吸着パッド15hと直置き物体101との吸着時に直置き物体101を斜め上方に持ち上げる特徴を有するスライダ式グリッパ24bは、図9で示したようなグリッパ11bに取り付けられた斜め側方突起部29を、吸着パッド15hの側方にその傾斜に合わせて取り付けても良い。
Furthermore, the slider-
スライダ式グリッパ24bを備える作業ロボット10bの動作は、基本的には、実施例1における作業ロボット10aとほぼ同一である。ただし、図6で示す動作1007と動作1008との間に、スライダ式グリッパ24bの吸着パッド15hと突起部16との距離Dhを変更する動作が加わる。この動作について、図8を用いて説明する。The operation of the
吸着パッド15hと直置き物体101aとが吸着すると、まず、直置き物体101aの側面と保持前接触面28とが接触する。このとき、まだ格納棚100から引き抜かれておらず、他の直置き物体101bの上に載っている状態となる。この状態で、作業ロボット10bは、スライダ式グリッパ24bを鉛直下方向に引き下げるように、マニピュレータ12を下方に移動させると、吸着パッド15hの高さはそのままで、それ以外のスライダ式グリッパ24bが下方に移動機構によって移動する。保持前接触面28は直置き物体101aの側面を滑るように移動することになるため、保持前接触面28の表面は滑りやすい材質にすることが望ましい。
When the
スライダ式グリッパ24bをさらに引き下げていくと、直置き物体101aの側面は保持面接触面28から離れる。すると、吸着パッドの先端21hはさらに縮み、直置き物体101aを引き付け、直置き物体101aの側面と底面が作るエッジがスライダ式グリッパ24bの保持時接触面27と接触する。ここで、スライダ式グリッパ24bの引き下げを止め、図6で示した動作1008へ移行する。
When the
スライダ式グリッパ24bを鉛直下方向に引き下げる量については、吸着パッド15hの吸着面17hと接触させる直置き物体101aの側面上の位置と、予め教示している直置き物体101aの側面高さから算出すれば良い。また、直置き物体101aの側面と底面が作るエッジと、スライダ式グリッパ24bの保持時接触面27とが接触したことを検知するため、保持時接触面27に圧力センサを設置することが望ましい。
The amount by which the
尚、以上に説明した実施例では、吸着バッドを移動させて吸着バッドと突起部との間の距離を変化させる一例について説明したが、吸着パッドを固定させて突起部を移動可能な構成にしてもよいし、吸着バッドと突起部の両方を移動可能なようにしてもよいことは言うまでもない。 In the above-described embodiment, an example in which the suction pad is moved to change the distance between the suction pad and the protrusion has been described. However, the suction pad is fixed and the protrusion can be moved. It goes without saying that both the suction pad and the protrusion may be movable.
本実施例では、図10に示すような格納棚100bに敷き詰めて置かれた格納容器102内に格納されている小型物品103を保持することが可能な作業ロボット10cの例を説明する。
In the present embodiment, an example of a work robot 10c capable of holding a
図11は、本実施例における作業ロボット10cの構成図の一例である。実施例1における作業ロボット10aが搭載するマニピュレータ12は1台であったのに対し、作業ロボット10cは、マニピュレータ12x、12yの2台を搭載する。これら2台のマニピュレータ12x、12yは、実施例1におけるマニピュレータ12と同等のものとして実装される。マニピュレータ12xの先端には、実施例1における作業ロボット10aのマニピュレータ12と同様に、グリッパ11及び物品計測センサ23xが取り付けられている。一方、マニピュレータ12yの先端には、小型物品保持グリッパ30、物品計測センサ23yがそれぞれ鉛直下向きに取り付けられている。それ以外の機器については、実施例1における作業ロボット10aと同様である。
FIG. 11 is an example of a configuration diagram of the work robot 10c in the present embodiment. The
本実施例における小型物品保持グリッパ30は、吸着パッド15と同様の機能を有するものとして実装されている。ただし、本発明における小型物品保持グリッパ30は、それに限定されるものではなく、小型物品103を保持できる機能を有するグリッパであれば良く、例えば、指型グリッパであっても構わない。
The small
本実施例において、制御部14はマニピュレータ12x、12yの両方を制御する。また、吸引力発生器13は、グリッパ11に取り付けられた吸着パッド15xと小型物品保持グリッパ30とに対し、それぞれ独立に吸引力を発生させることができ、その制御は制御部14が行うこととする。本発明において、小型物品保持グリッパ30の仕様によっては、制御部14が小型物品保持グリッパ30を直接的に制御しても良い。また、制御部14は、物体計測センサ23x、23yの両方を独立に制御する。実施例1における作業ロボット10aから追加変更された機器への電力供給については、実施例1における作業ロボット10aに搭載された各機器と同様に行われるものとする。
In the present embodiment, the
図12は、本実施例における作業ロボット10cが格納容器102x内に存在する小型物品103xを保持する様子を表す模式図の一例である。実施例1の作業ロボット10aの直置き物品101のピッキング作業と同等の動作を、本実施例の作業ロボット10cがマニピュレータ12xを用いて格納容器102xに対して行うことにより、格納棚100bから格納容器102xを引き出すことができる。
FIG. 12 is an example of a schematic diagram illustrating a state in which the work robot 10c according to the present embodiment holds the
さらに、格納容器102xを引き出した状態で、格納容器102x内の小型物品103xを物品計測センサ23yにより計測し、計測結果から小型物品103xの詳細な位置及び姿勢を認識する。さらには、小型物品103xの詳細な位置及び姿勢に基づき、小型物品保持グリッパ30を小型物品103xの上面に対し垂直方向に接触させ、吸引力発生器13を使用することにより、小型物品保持グリッパ30と小型物品103xの上面とを吸着させる。吸着した状態に置いて、小型物品保持グリッパ30を鉛直上向き(小型物品103xの上面に対し垂直な方向)に引き上げることにより、小型物品103xを格納容器102xから取り出すことができる。
Further, with the
本実施例の構成によると、段ボール箱などの格納容器102の中に入っている小型物品103xを取り出すことができるようになる。
According to the configuration of the present embodiment, the
以上に説明した実施例に基づく構成例の一例は以下の通りである。 An example of a configuration example based on the embodiment described above is as follows.
<構成1>
物品を側方から保持するグリップ部と、
前記グリップ部に対して、重力方向側に配置された突起部と、
を備えることを特徴とする作業ロボットである。<Configuration 1>
A grip for holding the article from the side,
A protrusion disposed on the gravitational direction side with respect to the grip portion, and
It is a work robot characterized by providing.
<構成2>
前記グリップ部は、伸縮する部材によって構成され、
前記グリップ部の伸縮方向における、前記グリップ部の長さは前記突起部の長さよりも長いことを特徴とする構成1記載の作業ロボットである。<
The grip portion is constituted by a member that expands and contracts,
The work robot according to Configuration 1, wherein a length of the grip portion in a direction in which the grip portion extends and contracts is longer than a length of the projection portion.
<構成3>
物品を前記グリップ部が保持した時に、前記突起部における物品と接触する面は、傾斜面であることを特徴とする構成2記載の作業ロボットである。<Configuration 3>
The work robot according to
<構成4>
重力方向を下方と定義した場合に、前記グリップ部の側方に側方突起部を有し、
物品を前記グリップ部が保持した時に、前記側方突起部における物品と接触する面は、傾斜面であることを特徴とする構成3記載の作業ロボットである。<Configuration 4>
When defining the direction of gravity as downward, it has a side projection on the side of the grip part,
The work robot according to Configuration 3, wherein a surface of the side projection that contacts the article when the article is held by the grip portion is an inclined surface.
<構成5>
複数の前記グリップ部を有し、
前記複数の前記グリップ部は、少なくとも重力方向に配列され、
前記複数の前記グリップ部のうち、他の前記グリップ部よりも重力方向側へ配置された前記グリップ部の方が、伸縮率が低いことを特徴とする構成2、3または4記載の作業ロボットである。<Configuration 5>
A plurality of grip portions;
The plurality of grip portions are arranged at least in the direction of gravity,
5. The work robot according to
<構成6>
前記グリップ部または前記突起部の少なくとも一方の位置を移動させる移動機構と、
前記グリップ部または前記突起部の少なくとも何れか一方を、前記移動機構を用いて移動させ、前記グリップ部と前記突起部との間の距離を変化させる制御部と、
を有することを特徴とする構成1から5までの何れかに記載の作業ロボットである。<Configuration 6>
A moving mechanism for moving at least one position of the grip part or the protrusion part;
A control unit that moves at least one of the grip part and the projection part using the moving mechanism and changes a distance between the grip part and the projection part;
The work robot according to any one of configurations 1 to 5, wherein:
<構成7>
前記突出部の先端に、上段と、前記上段よりも長さの長い下段とからなる段差が形成されることを特徴とする構成1から6までの何れかに記載の作業ロボットである。<
7. The work robot according to any one of configurations 1 to 6, wherein a step including an upper stage and a lower stage having a length longer than the upper stage is formed at a tip of the protrusion.
<構成8>
物品に吸着する吸着部と、
前記吸着部と接続され、前記吸着部の位置を変更させるマニュピレータと、
前記吸着部の動作と、前記マニュピレータの動作とを制御する制御部と、
前記吸着部に対して重力方向側に配置された突起部と、
を備えることを特徴とする作業ロボットである。<
An adsorbing part that adsorbs to an article;
A manipulator connected to the suction portion and changing the position of the suction portion;
A control unit for controlling the operation of the suction unit and the operation of the manipulator;
A protrusion disposed on the gravitational direction side with respect to the suction portion;
It is a work robot characterized by providing.
<構成9>
物品を保持するグリップ部と、
前記グリップ部に対して、重力方向側に配置された突起部と、
を備えることを特徴とするグリッパである。<
A grip portion for holding an article;
A protrusion disposed on the gravitational direction side with respect to the grip portion, and
It is a gripper characterized by comprising.
<構成10>
前記グリップ部は、伸縮する部材によって構成され、
前記グリップ部の伸縮方向における、前記グリップ部の長さは前記突起部の長さよりも長いことを特徴とする構成9記載のグリッパである。<Configuration 10>
The grip portion is constituted by a member that expands and contracts,
The gripper according to the ninth aspect, wherein a length of the grip portion in a stretching direction of the grip portion is longer than a length of the projection portion.
<構成11>
物品を前記グリップ部が保持した時に、前記突起部における物品と接触する面は、傾斜面であることを特徴とする構成10記載のグリッパである。<Configuration 11>
The gripper according to Configuration 10, wherein a surface of the protrusion that contacts the article when the article is held by the grip part is an inclined surface.
<構成12>
重力方向を下方と定義した場合に、前記グリップ部の側方に側方突起部を有し、
物品を前記グリップ部が保持した時に、前記側方突起部における物品と接触する面は、傾斜面であることを特徴とする構成11記載のグリッパである。<Configuration 12>
When defining the direction of gravity as downward, it has a side projection on the side of the grip part,
The gripper according to the eleventh aspect, wherein a surface that contacts the article in the side protrusion when the grip is held by the grip part is an inclined surface.
<構成13>
複数の前記グリップ部を有し、
前記複数の前記グリップ部は、少なくとも重力方向に配列され、
前記複数の前記グリップ部のうち、他の前記グリップ部よりも重力方向側へ配置された前記グリップ部の方が、伸縮率が低いことを特徴とする構成10、11または12記載のグリッパである。<
A plurality of grip portions;
The plurality of grip portions are arranged at least in the direction of gravity,
The gripper according to Configuration 10, 11 or 12, wherein among the plurality of grip portions, the grip portion arranged on the gravity direction side than the other grip portions has a lower expansion / contraction rate. .
<構成14>
前記グリップ部または前記突起部の少なくとも一方の位置を移動させる移動機構と、
前記グリップ部または前記突起部の少なくとも何れか一方を、前記移動機構を用いて移動させ、前記グリップ部と前記突起部との間の距離を変化させる制御部と、
を有することを特徴とする構成9から13までの何れかに記載のグリッパである。<
A moving mechanism for moving at least one position of the grip part or the protrusion part;
A control unit that moves at least one of the grip part and the projection part using the moving mechanism and changes a distance between the grip part and the projection part;
It is a gripper in any one of the structures 9-13 characterized by having.
<構成15>
前記突出部の先端に、上段と、前記上段よりも長さの長い下段とからなる段差が形成されることを特徴とする構成9から14までの何れかに記載のグリッパである。<
15. The gripper according to any one of
10 作業ロボット
11 グリッパ
12 マニピュレータ
13 吸引力発生器
14 制御部
15 吸着パッド
16 突起部
17 吸着面
18 電力供給部
19 走行部
20 突起部の先端
21 吸着パッドの先端
22 周囲環境計測センサ
23 物品計測センサ
24 スライダ式グリッパ
25 吸着パッド用リニアアクチュエータ
26 吸着パッド用リニアスライダ
27 保持時接触面
28 保持前接触面
29 斜め側方突起部
30 小型物品保持グリッパ
100 格納棚
101 直置き物品
102 格納容器
103 小型物品
200 従来吸着グリッパ
300 全体管理端末
400 作業台DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Work robot 11 Gripper 12
Claims (15)
前記グリップ部の全てに対して重力方向側に配置され、前記物品の側方と接触する突起部と
を備えることを特徴とする作業ロボット。 At least one grip portion for holding the article from the side;
A working robot comprising: a protrusion disposed on a side in a gravitational direction with respect to all of the grip portions , and a projection contacting the side of the article .
前記グリップ部の伸縮方向における、前記グリップ部の長さは前記物品を保持する前は前記突起部よりも長く、前記物品を保持した後は前記突起部よりも短くなる
ことを特徴とする請求項1に記載の作業ロボット。 The grip portion is constituted by a member that expands and contracts,
The length of the grip part in the extending and contracting direction of the grip part is longer than the protrusion part before holding the article, and shorter than the protrusion part after holding the article. The work robot according to 1.
ことを特徴とする請求項2に記載の作業ロボット。 The article when the gripping portion is held, the surface in contact with the article in the protrusions claims, characterized in that an inclined surface tip position and tip position of the protrusion of the grip portion is formed 2. The work robot according to 2.
前記物品を前記グリップ部が保持した時に、前記側方突起部における前記物品と接触する面は、前記グリップ部の先端位置および前記突起部のうち前記物品と接触する位置が形成する同一平面とすることを特徴とする請求項3に記載の作業ロボット。 When defining the direction of gravity as downward, it has a side projection on the side of the grip part,
The article when the gripping portion is held, the surface in contact with the article in said lateral protrusion, the flush position in contact with the article of the tip position and the protrusion of the grip portion is formed The work robot according to claim 3.
前記複数の前記グリップ部は、少なくとも重力方向に配列され、
前記複数の前記グリップ部のうち、他の前記グリップ部よりも重力方向側に配置された前記グリップ部の方が、前記物品を保持する前の状態から前記物品を保持した後の状態になる際の縮み量が小さい
ことを特徴とする請求項2、3または4に記載の作業ロボット。 A plurality of grip portions;
The plurality of grip portions are arranged at least in the direction of gravity,
Among the plurality of grip portions, the grip portion disposed on the gravity direction side than the other grip portions changes from a state before holding the article to a state after holding the article. The work robot according to claim 2, 3 or 4, wherein the amount of shrinkage of the work robot is small .
前記グリップ部または前記突起部の少なくとも何れか一方を、前記移動機構を用いて移動させ、前記グリップ部と前記突起部との間の重力方向距離を変化させる制御部と、
を有することを特徴とする請求項1から5までのいずれかに記載の作業ロボット。 A moving mechanism for moving a gravitational direction position of at least one of the grip part or the protrusion part;
A control unit that moves at least one of the grip part or the protrusion part using the moving mechanism and changes a distance in the gravitational direction between the grip part and the protrusion part;
The work robot according to claim 1, comprising:
ことを特徴とする請求項1から6までのいずれかに記載の作業ロボット。 The work according to any one of claims 1 to 6, wherein a tip of the protrusion is configured by an upper stage and a lower stage in which the length of the grip portion in the extension / contraction direction is longer than the upper stage. robot.
鉛直下向きに設けられた小型物品保持グリッパを有する第2のマニピュレータと、 A second manipulator having a small article holding gripper provided vertically downward;
前記第1のマニピュレータと前記第2のマニピュレータを制御する制御部とを有し、 A controller that controls the first manipulator and the second manipulator;
前記第1のマニピュレータで前記格納容器を引き出した状態で、前記格納容器内の小型物品を前記第2のマニピュレータの前記小型物品保持グリッパを取り出すことを特徴とする作業ロボット。A work robot, wherein the small article holding gripper of the second manipulator is taken out of the small article in the storage container in a state where the storage container is pulled out by the first manipulator.
前記グリップ部の全てに対して、重力方向側に配置され、前記物品の側方と接触する突起部と、
を備えることを特徴とするグリッパ。 At least one grip portion for holding the article from the side ;
Protruding portions that are arranged on the gravitational direction side with respect to all of the grip portions and come into contact with the side of the article ,
A gripper comprising:
前記グリップ部の伸縮方向における、前記グリップ部の長さは前記物品を保持する前は前記突起部よりも長く、前記物品を保持した後は前記突起部よりも短くなる
ことを特徴とする請求項9に記載のグリッパ。 The grip portion is constituted by a member that expands and contracts,
The length of the grip part in the extending and contracting direction of the grip part is longer than the protrusion part before holding the article, and shorter than the protrusion part after holding the article. The gripper according to 9.
ことを特徴とする請求項10に記載のグリッパ。 The article when the gripping portion is held, the surface in contact with the article in the projections, characterized in <br/> that an inclined surface tip position and tip position of the protrusion of the grip portion is formed The gripper according to claim 10.
前記物品を前記グリップ部が保持した時に、前記側方突起部における前記物品と接触する面は、前記グリップ部の先端位置および前記突起部のうち前記物品と接触する位置が形成する同一平面とする
ことを特徴とする請求項10あるいは11に記載のグリッパ。 When defining the direction of gravity as downward, it has a side projection on the side of the grip part,
The article when the gripping portion is held, the surface in contact with the article in said lateral protrusion, the flush position in contact with the article of the tip position and the protrusion of the grip portion is formed The gripper according to claim 10 or 11, wherein
前記複数の前記グリップ部は、少なくとも重力方向に配列され、
前記複数の前記グリップ部のうち、他の前記グリップよりも重力方向側に配置された前記グリップ部の方が、前記物品を保持する前の状態から前記物品を保持した後の状態になる際の縮み量が小さい
ことを特徴とする請求項10、11または12に記載のグリッパ。 A plurality of grip portions;
The plurality of grip portions are arranged at least in the direction of gravity,
Among the plurality of the grip portion, towards the grip portion arranged in the gravity direction than the other of the grip, from the state before holding the article at the time of a state after holding the article The gripper according to claim 10, 11 or 12, wherein the amount of shrinkage is small .
前記グリップ部または前記突起部の少なくとも何れか一方を、前記移動機構を用いて移動させ、前記グリップ部と前記突起部との間の重力方向距離を変化させる制御部と、
を有することを特徴とする請求項9から13までのいずれかに記載のグリッパ。 A moving mechanism for moving a gravitational direction position of at least one of the grip part or the protrusion part;
A control unit that moves at least one of the grip part or the protrusion part using the moving mechanism and changes a distance in the gravitational direction between the grip part and the protrusion part;
The gripper according to any one of claims 9 to 13, characterized by comprising:
ことを特徴とする請求項9から14までのいずれかに記載のグリッパ。 15. The tip of the projection part is configured by an upper stage and a lower stage in which the length of the grip part in the extension / contraction direction is longer than the upper stage. Gripper.
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