JP7014497B2 - Gripping system - Google Patents

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
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    • B25J15/00Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/08Gripping heads and other end effectors having finger members

Description

本発明は、把持システムに関する。 The present invention relates to a gripping system.

ロボットアーム等に取り付けられ、複数の指部によって対象物を把持するハンド機構が開発されている。例えば、特許文献1には、複数の指部を有するハンド機構(多指ハンド部)と、該ハンド機構が先端に取り付けられたロボットアームと、を備えたロボット装置が開示されている。 A hand mechanism that is attached to a robot arm or the like and grips an object with a plurality of fingers has been developed. For example, Patent Document 1 discloses a robot device including a hand mechanism having a plurality of finger portions (multi-finger hand portion) and a robot arm to which the hand mechanism is attached to the tip.

特許第5505138号公報Japanese Patent No. 550138

ピッキングロボットでは高頻度で同じ動作を繰り返すことが多い。同一の把持態様での対象物の把持が繰り返されると、ハンド機構の一部の部品に集中して負荷がかかる場合がある。このように集中して負荷がかかる一部の部品では、他の部品よりも寿命が短くなり得る。そして、一部の部品の寿命が短くなることにより、ハンド機構全体としての寿命が短くなる虞があった。 Picking robots often repeat the same movements at high frequency. When the object is repeatedly gripped in the same gripping mode, the load may be concentrated on some parts of the hand mechanism. Some parts that are heavily loaded in this way may have a shorter life than other parts. Then, the life of some parts is shortened, which may shorten the life of the hand mechanism as a whole.

本発明は、上記したような種々の実情を鑑みてなされたものであり、その目的は、ハンド機構の寿命を延ばすことにある。 The present invention has been made in view of various circumstances as described above, and an object thereof is to extend the life of the hand mechanism.

本発明の態様の一つは、複数の指部を有するハンド機構によって対象物を把持するための把持システムであって、前記ハンド機構が同一の把持態様で前記対象物を所定回数以上把持した場合には、前記ハンド機構の把持態様を前記同一の把持態様とは異なる把持態様に変更して前記対象物を把持する制御装置を備える把持システムである。 One aspect of the present invention is a gripping system for gripping an object by a hand mechanism having a plurality of finger portions, and the hand mechanism grips the object a predetermined number of times or more in the same gripping mode. Is a gripping system including a control device for gripping the object by changing the gripping mode of the hand mechanism to a gripping mode different from the same gripping mode.

本発明によれば、ハンド機構の寿命を延ばすことができる。 According to the present invention, the life of the hand mechanism can be extended.

実施形態に係るロボットアームの概略構成を示す図である。It is a figure which shows the schematic structure of the robot arm which concerns on embodiment. 実施形態に係るハンド機構の斜視図である。It is a perspective view of the hand mechanism which concerns on embodiment. 実施形態に係るハンド機構の上面図である。It is a top view of the hand mechanism which concerns on embodiment. 実施形態に係るハンド機構の指部の側面図である。It is a side view of the finger part of the hand mechanism which concerns on embodiment. 実施形態に係るハンド機構の指部の先端部側を図4の矢印Aの方向から見た図である。It is a figure which looked at the tip end side of the finger part of the hand mechanism which concerns on embodiment from the direction of the arrow A of FIG. 実施形態に係るハンド機構の、ベース部における指部の接続部近傍部分の内部構造、および、指部における基端部および第2関節部の内部構造を示す図である。It is a figure which shows the internal structure of the part near the connection part of the finger part in the base part, and the internal structure of the base end part and the 2nd joint part in a finger part of the hand mechanism which concerns on embodiment. 実施形態に係るハンド機構の指部における第2関節部の可動範囲を示す図である。It is a figure which shows the movable range of the 2nd joint part in the finger part of the hand mechanism which concerns on embodiment. 実施形態に係るハンド機構の、指部における第1関節部および第2指リンク部の内部構造を示す図である。It is a figure which shows the internal structure of the 1st joint part and the 2nd finger link part in the finger part of the hand mechanism which concerns on embodiment. 実施形態に係るハンド機構の指部における第1関節部の可動範囲を示す図である。It is a figure which shows the movable range of the 1st joint part in the finger part of the hand mechanism which concerns on embodiment. 実施形態に係るハンド機構の指部の第1指リンク部の先端側における感圧センサの配置を示す図である。It is a figure which shows the arrangement of the pressure sensitive sensor on the tip end side of the 1st finger link part of the finger part of the hand mechanism which concerns on embodiment. 実施形態に係る制御装置に含まれる各機能部を示すブロック図である。It is a block diagram which shows each functional part included in the control apparatus which concerns on embodiment. 実施形態に係るハンド機構で行われる直接把持を示す図である。It is a figure which shows the direct grip performed by the hand mechanism which concerns on embodiment. 実施形態に係る指部の配置を対象物の上方から見た場合の図である。It is a figure when the arrangement of the finger part which concerns on an embodiment is seen from the upper side of an object. 実施形態に係る指部の配置を対象物の上方から見た場合の図である。It is a figure when the arrangement of the finger part which concerns on an embodiment is seen from the upper side of an object. 実施形態に係る指部の配置を対象物の上方から見た場合の図である。It is a figure when the arrangement of the finger part which concerns on an embodiment is seen from the upper side of an object. 実施形態に係る指部の配置を対象物の上方から見た場合の図である。It is a figure when the arrangement of the finger part which concerns on an embodiment is seen from the upper side of an object. 実施形態に係る指部の配置を対象物の上方から見た場合の図である。It is a figure when the arrangement of the finger part which concerns on an embodiment is seen from the upper side of an object. 実施形態に係るハンドシステムで実行される把持制御のフローチャートである。It is a flowchart of the gripping control executed by the hand system which concerns on embodiment. 実施形態に係るハンド機構で行われる傾倒把持を説明するための第1の図である。It is the first figure for demonstrating the tilting grip performed by the hand mechanism which concerns on embodiment. 実施形態に係るハンド機構で行われる傾倒把持を説明するための第2の図である。It is a 2nd figure for demonstrating the tilting grip performed by the hand mechanism which concerns on embodiment. 実施形態に係るハンド機構で行われる傾倒把持を説明するための第3の図である。It is a 3rd figure for demonstrating the tilting grip performed by the hand mechanism which concerns on embodiment. 実施形態に係るハンド機構で行われる傾倒把持を説明するための第4の図である。It is a 4th figure for demonstrating the tilting grip performed by the hand mechanism which concerns on embodiment. 実施形態に係るハンド機構で行われる傾倒把持を説明するための第5の図である。It is a 5th figure for demonstrating the tilting grip performed by the hand mechanism which concerns on embodiment. 実施形態に係るハンドシステムで実行される把持制御のフローチャートである。It is a flowchart of the gripping control executed by the hand system which concerns on embodiment. 実施形態に係るハンド機構で行われるずらし把持を説明するための第1の図である。It is the first figure for demonstrating the shift grip performed by the hand mechanism which concerns on embodiment. 実施形態に係るハンド機構で行われるずらし把持を説明するための第2の図である。It is a 2nd figure for demonstrating the shift grip performed by the hand mechanism which concerns on embodiment. 実施形態に係る指部の第1関節部及び第2関節部の角度を変更することにより把持態様を変更する前後の状態を示した第1の図である。It is the first figure which showed the state before and after changing the gripping mode by changing the angle of the 1st joint part and the 2nd joint part of the finger part which concerns on embodiment. 実施形態に係る指部の第1関節部及び第2関節部の角度を変更することにより把持態様を変更する前後の状態を示した第2の図である。It is a 2nd figure which showed the state before and after changing the gripping mode by changing the angle of the 1st joint part and the 2nd joint part of the finger part which concerns on embodiment.

以下に図面を参照して、本発明を実施するための形態を説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. However, unless otherwise specified, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention to those alone.

本発明に係る把持システムは、複数の指部を有するハンド機構によって対象物を把持するための把持システムであって、前記ハンド機構が同一の把持態様で前記対象物を所定回数以上把持した場合には、前記ハンド機構の把持態様を前記同一の把持態様とは異なる把持態様に変更して前記対象物を把持する。 The gripping system according to the present invention is a gripping system for gripping an object by a hand mechanism having a plurality of finger portions, and when the hand mechanism grips the object a predetermined number of times or more in the same gripping mode. Changes the gripping mode of the hand mechanism to a gripping mode different from the same gripping mode to grip the object.

上記構成によれば、特定の指部が同じ動作を繰り返すことよる当該特定の指部への負荷の集中が抑制できるため、把持システム全体としての寿命を延ばすことができる。 According to the above configuration, it is possible to suppress the concentration of the load on the specific finger portion due to the specific finger portion repeating the same operation, so that the life of the entire gripping system can be extended.

<実施形態>
ここでは、本発明に係る把持システムをロボットアームに適用した場合について説明する。当該把持システムは、ロボットアーム1の先端に設けられたハンド機構2を用いて、把持の対象物を把持するためのシステムである。図1は、本実施形態に係るロボットアー
ム1の概略構成を示す図である。ロボットアーム1は、ハンド機構2、アーム機構3、および台座部4を備えている。アーム機構3の一端にハンド機構2が取り付けられている。また、アーム機構3の他端が台座部4に取り付けられている。ハンド機構2は、アーム機構3に接続されたベース部20と、該ベース部20に設けられた4本の指部21とを備えている。なお、ハンド機構2の詳細な構成については後述する。
<Embodiment>
Here, a case where the gripping system according to the present invention is applied to a robot arm will be described. The gripping system is a system for gripping an object to be gripped by using the hand mechanism 2 provided at the tip of the robot arm 1. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a robot arm 1 according to the present embodiment. The robot arm 1 includes a hand mechanism 2, an arm mechanism 3, and a pedestal portion 4. A hand mechanism 2 is attached to one end of the arm mechanism 3. Further, the other end of the arm mechanism 3 is attached to the pedestal portion 4. The hand mechanism 2 includes a base portion 20 connected to the arm mechanism 3 and four finger portions 21 provided on the base portion 20. The detailed configuration of the hand mechanism 2 will be described later.

<アーム機構>
アーム機構3は、第1アームリンク部31、第2アームリンク部32、第3アームリンク部33、第4アームリンク部34、第5アームリンク部35、および接続部材36を備えている。そして、ハンド機構2のベース部20が、アーム機構3の第1アームリンク部31の一端側に形成された第1関節部30aに接続されている。第1関節部30aには、第1アームリンク部31に対してハンド機構2を該第1アームリンク部31の軸周りに回転させるためのモータ(図示略)が設けられている。第1アームリンク部31の他端側は、第2関節部30bで第2アームリンク部32の一端側に接続されている。第1アームリンク部31と第2アームリンク部32とはその中心軸が垂直に交わるように接続されている。そして、第2関節部30bには、第2アームリンク部32に対して、第1アームリンク部31を、その他端側を中心に該第2アームリンク部32の軸周りに回転させるためのモータ(図示略)が設けられている。次に、第2アームリンク部32の他端側は、第3関節部30cで第3アームリンク部33の一端側に接続され、第3関節部30cには、第3アームリンク部33に対して第2アームリンク部32を相対的に回転させるためのモータ(図示略)が設けられている。
<Arm mechanism>
The arm mechanism 3 includes a first arm link portion 31, a second arm link portion 32, a third arm link portion 33, a fourth arm link portion 34, a fifth arm link portion 35, and a connecting member 36. Then, the base portion 20 of the hand mechanism 2 is connected to the first joint portion 30a formed on one end side of the first arm link portion 31 of the arm mechanism 3. The first joint portion 30a is provided with a motor (not shown) for rotating the hand mechanism 2 around the axis of the first arm link portion 31 with respect to the first arm link portion 31. The other end side of the first arm link portion 31 is connected to one end side of the second arm link portion 32 by the second joint portion 30b. The first arm link portion 31 and the second arm link portion 32 are connected so that their central axes intersect vertically. Then, in the second joint portion 30b, a motor for rotating the first arm link portion 31 with respect to the second arm link portion 32 around the axis of the second arm link portion 32 around the other end side. (Not shown) is provided. Next, the other end side of the second arm link portion 32 is connected to one end side of the third arm link portion 33 by the third joint portion 30c, and the third joint portion 30c is connected to the third arm link portion 33 with respect to the third arm link portion 33. A motor (not shown) for relatively rotating the second arm link portion 32 is provided.

同じように、第3アームリンク部33の他端側は、第4関節部30dで第4アームリンク部34の一端側に接続され、第4アームリンク部34の他端側は、第5関節部30eで第5アームリンク部35に接続されている。そして、第4関節部30dには、第4アームリンク部34に対して第3アームリンク部33を相対的に回転させるためのモータ(図示略)が設けられている。また、第5関節部30eには、第5アームリンク部35に対して第4アームリンク部34を相対的に回転させるためのモータ(図示略)が設けられている。さらに、第5アームリンク部35は、台座部4から垂直に配置された接続部材36に第6関節部30fで接続されている。第5アームリンク部35と接続部材36とは、それぞれの中心軸が同軸となるように接続されている。そして、第6関節部30fには、第5アームリンク部35を、該第5アームリンク部35および接続部材36の軸回りに回転させるためのモータ(図示略)が設けられている。アーム機構3をこのような構成とすることで、該アーム機構3を6自由度の自由度を有する機構とすることができる。 Similarly, the other end side of the third arm link portion 33 is connected to one end side of the fourth arm link portion 34 by the fourth joint portion 30d, and the other end side of the fourth arm link portion 34 is the fifth joint. The portion 30e is connected to the fifth arm link portion 35. The fourth joint portion 30d is provided with a motor (not shown) for rotating the third arm link portion 33 relative to the fourth arm link portion 34. Further, the fifth joint portion 30e is provided with a motor (not shown) for rotating the fourth arm link portion 34 relative to the fifth arm link portion 35. Further, the fifth arm link portion 35 is connected to the connecting member 36 vertically arranged from the pedestal portion 4 by the sixth joint portion 30f. The fifth arm link portion 35 and the connecting member 36 are connected so that their central axes are coaxial with each other. The sixth joint portion 30f is provided with a motor (not shown) for rotating the fifth arm link portion 35 around the axis of the fifth arm link portion 35 and the connecting member 36. By configuring the arm mechanism 3 in this way, the arm mechanism 3 can be a mechanism having 6 degrees of freedom.

<ハンド機構>
次に、ハンド機構2の構成について図2から図10に基づいて説明する。図2はハンド機構2の斜視図である。図3はハンド機構2の上面図である。また、図2、図3に示すように、ハンド機構2においては、ベース部20に4本の指部21が、ハンド機構2の長手方向(図3において紙面に垂直な方向)の軸を中心とした円周上に、等角度間隔(すなわち90deg間隔)に配置されている。また、4本の指部21は全て同一の構造を有し且つ同一の長さである。但し、各指部21の動作は、それぞれ独立して制御される。
<Hand mechanism>
Next, the configuration of the hand mechanism 2 will be described with reference to FIGS. 2 to 10. FIG. 2 is a perspective view of the hand mechanism 2. FIG. 3 is a top view of the hand mechanism 2. Further, as shown in FIGS. 2 and 3, in the hand mechanism 2, the four finger portions 21 on the base portion 20 are centered on the axis in the longitudinal direction of the hand mechanism 2 (the direction perpendicular to the paper surface in FIG. 3). They are arranged at equal intervals (that is, 90 deg intervals) on the circumference of the circle. Further, all four finger portions 21 have the same structure and the same length. However, the operation of each finger portion 21 is controlled independently.

図4から図10は、ハンド機構2の指部21の構成およびその駆動機構について説明するための図である。図4は指部21の側面図である。なお、図4では、ベース部20が透過された状態で記載されており、ベース部20の内部に位置する指部21の一部の内部構造をも示している。また、図5は、指部21の先端部側を図4の矢印Aの方向から見た図である。 4 to 10 are views for explaining the configuration of the finger portion 21 of the hand mechanism 2 and the driving mechanism thereof. FIG. 4 is a side view of the finger portion 21. Note that FIG. 4 shows the base portion 20 in a transparent state, and also shows the internal structure of a part of the finger portion 21 located inside the base portion 20. Further, FIG. 5 is a view of the tip end side of the finger portion 21 as viewed from the direction of arrow A in FIG.

指部21は、第1指リンク部211、第2指リンク部212、および基端部213を有
している。そして、指部21の基端部213がベース部20に接続されている。ここで、基端部213は、図3において矢印で示すように、ベース部20に対して指部21の長手方向(図3において紙面に垂直な方向)の軸回りに回転可能に接続されている。また、指部21において、基端部213に第2指リンク部212の一端が接続されている。そして、この第2指リンク部212と基端部213との接続部に第2関節部23が形成されている。
The finger portion 21 has a first finger link portion 211, a second finger link portion 212, and a base end portion 213. Then, the base end portion 213 of the finger portion 21 is connected to the base portion 20. Here, as shown by an arrow in FIG. 3, the base end portion 213 is rotatably connected to the base portion 20 about the axis in the longitudinal direction of the finger portion 21 (the direction perpendicular to the paper surface in FIG. 3). There is. Further, in the finger portion 21, one end of the second finger link portion 212 is connected to the base end portion 213. A second joint portion 23 is formed at the connection portion between the second finger link portion 212 and the proximal end portion 213.

そして、図6に基づいて基端部213の駆動機構および第2関節部23の駆動機構について説明する。図6は、ベース部20における指部21の接続部近傍部分の内部構造、および、指部21における基端部213および第2関節部23の内部構造を示す図である。この図6に示すように、ベース部20の内部には、指部21全体を回転させる、基端部213の回転軸に接続された歯車65、および、第3モータ53の回転軸に接続された歯車66が設けられている。そして、歯車65と歯車66とが噛み合っている。このような構成により、第3モータ53が回転すると、その回転力が二つの歯車65、66を介して基端部213の回転軸に伝達される。つまり、第3モータ53によって指部21全体を回転駆動させることが可能となっている。 Then, the drive mechanism of the proximal end portion 213 and the drive mechanism of the second joint portion 23 will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram showing an internal structure of a portion of the base portion 20 near the connection portion of the finger portion 21 and an internal structure of the base end portion 213 and the second joint portion 23 of the finger portion 21. As shown in FIG. 6, inside the base portion 20, the gear 65 connected to the rotating shaft of the base end portion 213, which rotates the entire finger portion 21, and the rotating shaft of the third motor 53 are connected to the inside. A gear 66 is provided. Then, the gear 65 and the gear 66 are in mesh with each other. With such a configuration, when the third motor 53 rotates, the rotational force thereof is transmitted to the rotating shaft of the base end portion 213 via the two gears 65 and 66. That is, the entire finger portion 21 can be rotationally driven by the third motor 53.

また、第2関節部23の内部には、ウォームホイール63と、該ウォームホイール63に対して噛み合ったウォーム64が設けられている。そして、第2関節部23における第2指リンク部212の回転軸にウォームホイール63が接続されている。また、ベース部20の内部に設けられた第2モータ52の回転軸にウォーム64が接続されている。このような構成により、第2モータ52が回転駆動すると、その回転力がウォーム64およびウォームホイール63によって第2指リンク部212の回転軸に伝達され、第2指リンク部212は、基端部213に対して相対的に回転駆動されることになる。このとき、第2モータ52による駆動力と第3モータ53による駆動力は、それぞれ独立してその作動対象に伝わるように構成されている。そして、図7は、第2モータ52の駆動力により実現される、指部21における第2関節部23の可動範囲を示す図である。この図7に示すように、第2関節部23は屈曲および伸展可能に形成されている。 Further, inside the second joint portion 23, a worm wheel 63 and a worm 64 meshed with the worm wheel 63 are provided. Then, the worm wheel 63 is connected to the rotation axis of the second finger link portion 212 in the second joint portion 23. Further, the worm 64 is connected to the rotation shaft of the second motor 52 provided inside the base portion 20. With such a configuration, when the second motor 52 is rotationally driven, the rotational force is transmitted to the rotation axis of the second finger link portion 212 by the worm 64 and the worm wheel 63, and the second finger link portion 212 is the base end portion. It will be rotationally driven relative to 213. At this time, the driving force of the second motor 52 and the driving force of the third motor 53 are configured to be independently transmitted to the operating target. FIG. 7 is a diagram showing a movable range of the second joint portion 23 in the finger portion 21 realized by the driving force of the second motor 52. As shown in FIG. 7, the second joint portion 23 is formed so as to be flexible and extendable.

次に、指部21において、第2指リンク部212の他端に第1指リンク部211の一端が接続されている。そして、この第1指リンク部211と第2指リンク部212との接続部に第1関節部22が形成されている。図8に基づいて第1関節部22の駆動機構について説明する。図8は、指部21における第1関節部22および第2指リンク部212の内部構造を示す図である。第1関節部22の内部には、互いに嵌合する二つの傘歯車61、62が設けられている。そして、第1関節部22における第1指リンク部211の回転軸に一方の傘歯車61が接続されている。また、第2指リンク部212の内部に設けられた第1モータ51の回転軸に他方の傘歯車62が接続されている。このような構成により、第1モータ51が回転駆動すると、その回転力が二つの傘歯車61、62によって第1指リンク部211の回転軸に伝達され、第1指リンク部211は、第2指リンク部212に対して相対的に回転駆動されることになる。図9は、第1モータ51の駆動力により実現される、指部21における第1関節部22の可動範囲を示す図である。この図9に示すように、第1関節部22は屈曲および伸展可能に形成されている。 Next, in the finger portion 21, one end of the first finger link portion 211 is connected to the other end of the second finger link portion 212. The first joint portion 22 is formed at the connection portion between the first finger link portion 211 and the second finger link portion 212. The drive mechanism of the first joint portion 22 will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a diagram showing the internal structure of the first joint portion 22 and the second finger link portion 212 in the finger portion 21. Inside the first joint portion 22, two bevel gears 61 and 62 that are fitted to each other are provided. Then, one bevel gear 61 is connected to the rotation shaft of the first finger link portion 211 in the first joint portion 22. Further, the other bevel gear 62 is connected to the rotating shaft of the first motor 51 provided inside the second finger link portion 212. With such a configuration, when the first motor 51 is rotationally driven, the rotational force is transmitted to the rotating shaft of the first finger link portion 211 by the two bevel gears 61 and 62, and the first finger link portion 211 is the second. It will be rotationally driven relative to the finger link portion 212. FIG. 9 is a diagram showing a movable range of the first joint portion 22 in the finger portion 21 realized by the driving force of the first motor 51. As shown in FIG. 9, the first joint portion 22 is formed so as to be flexible and extendable.

また、図2、図4に示すように、本実施形態では、指部21において、第1関節部22よりも先端部側の第1指リンク部211よりも、該第1関節部22よりベース部20側(基端部213側)の第2指リンク部212の方が長くなっている。 Further, as shown in FIGS. 2 and 4, in the present embodiment, in the finger portion 21, the finger portion 21 is based on the first joint portion 22 rather than the first finger link portion 211 on the tip end side of the first joint portion 22. The second finger link portion 212 on the portion 20 side (base end portion 213 side) is longer.

また、図2、図4、図5、図10に示すように、本実施形態では、指部21の第1指リンク部211の先端側に感圧センサ70が設けられている。感圧センサ70は、第1指リンク部211の先端側に作用する外力(圧力)を検出するセンサである。また、図4に示
すように、感圧センサ70は、第1指リンク部211の先端側における、第1関節部22の屈曲方向側の壁面215および伸展方向側の壁面216の両面に設けられている。ここで、本実施形態では、第1指リンク部211の先端側における第1関節部22の屈曲方向側の壁面215は曲面状に形成されている。そこで、図10に示すように、第1指リンク部211の先端側における第1関節部22の屈曲方向側の壁面215には、複数の感圧センサ70をその曲面形状に沿って並べて設置してもよい。
Further, as shown in FIGS. 2, 4, 5, and 10, in the present embodiment, the pressure sensor 70 is provided on the tip end side of the first finger link portion 211 of the finger portion 21. The pressure-sensitive sensor 70 is a sensor that detects an external force (pressure) acting on the tip end side of the first finger link portion 211. Further, as shown in FIG. 4, the pressure sensor 70 is provided on both sides of the wall surface 215 on the bending direction side and the wall surface 216 on the extension direction side of the first joint portion 22 on the tip end side of the first finger link portion 211. ing. Here, in the present embodiment, the wall surface 215 on the bending direction side of the first joint portion 22 on the tip end side of the first finger link portion 211 is formed in a curved surface shape. Therefore, as shown in FIG. 10, a plurality of pressure-sensitive sensors 70 are installed side by side along the curved surface shape on the wall surface 215 on the bending direction side of the first joint portion 22 on the tip end side of the first finger link portion 211. You may.

<台座部>
次に、台座部4の内部に配置されたロボットアーム1の制御装置であるアーム制御装置42と、ハンド機構2の制御装置であるハンド制御装置43の構成について、図11に基づいて説明する。図11は、アーム制御装置42及びハンド制御装置43に含まれる各機能部を示すブロック図である。アーム制御装置42は、ロボットアーム1のアーム機構3に搭載される各モータを駆動するための駆動信号を生成する各ドライバを含み、各ドライバからの駆動信号が、対応する各モータに供給されるように構成される。アーム制御装置42は、演算処理装置及びメモリを有するコンピュータであり、機能部として、アーム制御部420、およびモータ状態量取得部421を有している。各機能部は、アーム制御装置42において所定の制御プログラムが実行されることで形成される。
<Pedestal part>
Next, the configuration of the arm control device 42, which is the control device of the robot arm 1 arranged inside the pedestal portion 4, and the hand control device 43, which is the control device of the hand mechanism 2, will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a block diagram showing each functional unit included in the arm control device 42 and the hand control device 43. The arm control device 42 includes each driver that generates a drive signal for driving each motor mounted on the arm mechanism 3 of the robot arm 1, and a drive signal from each driver is supplied to each corresponding motor. It is configured as follows. The arm control device 42 is a computer having an arithmetic processing unit and a memory, and has an arm control unit 420 and a motor state quantity acquisition unit 421 as functional units. Each functional unit is formed by executing a predetermined control program in the arm control device 42.

アーム制御部420は、ハンド制御装置43が有する、後述の対象物情報取得部430によって取得された対象物情報に基づいて、アーム機構3の各関節部30a、30b、30c、30d、30eに設けられたモータを制御することで、該アーム機構3を動かし、それによって、ハンド機構2を、対象物の把持のために適した所定の把持可能位置に移動させる。また、アーム機構3の各関節部30a、30b、30c、30d、30eに設けられたモータには、それぞれの回転状態に関する状態量(モータの回転軸の回転位置や回転速度等)を検出するエンコーダ(図示略)が設けられている。そして、各モータのエンコーダによって検出された各モータの状態量が、アーム制御装置42のモータ状態量取得部421に入力される。そして、アーム制御部420は、モータ状態量取得部421に入力された各モータの状態量に基づいて、例えば、ハンド機構2が上記の所定の把持可能位置に移動するように各モータをサーボ制御する。 The arm control unit 420 is provided in each of the joint portions 30a, 30b, 30c, 30d, 30e of the arm mechanism 3 based on the object information acquired by the object information acquisition unit 430 described later, which is possessed by the hand control device 43. By controlling the motor, the arm mechanism 3 is moved, thereby moving the hand mechanism 2 to a predetermined grippable position suitable for gripping the object. Further, the motors provided in the joint portions 30a, 30b, 30c, 30d, and 30e of the arm mechanism 3 have an encoder that detects a state amount (rotational position, rotation speed, etc. of the rotation axis of the motor) related to each rotation state. (Not shown) is provided. Then, the state amount of each motor detected by the encoder of each motor is input to the motor state amount acquisition unit 421 of the arm control device 42. Then, the arm control unit 420 servo-controls each motor so that, for example, the hand mechanism 2 moves to the above-mentioned predetermined grippable position based on the state amount of each motor input to the motor state amount acquisition unit 421. do.

次に、ハンド制御装置43は、ハンド機構2に搭載される各モータを駆動するための駆動信号を生成する各ドライバを含み、各ドライバからの駆動信号が、対応する各モータに供給されるように構成される。ハンド制御装置43は、演算処理装置及びメモリを有するコンピュータであり、機能部として、対象物情報取得部430、モータ状態量取得部431、センサ情報取得部432、直接把持制御部433、判定部434、変更部435、第1動作制御部436、第2動作制御部437を有している。各機能部は、ハンド制御装置43において所定の制御プログラムが実行されることで形成される。 Next, the hand control device 43 includes each driver that generates a drive signal for driving each motor mounted on the hand mechanism 2, so that the drive signal from each driver is supplied to each corresponding motor. It is composed of. The hand control device 43 is a computer having an arithmetic processing unit and a memory, and has an object information acquisition unit 430, a motor state quantity acquisition unit 431, a sensor information acquisition unit 432, a direct grip control unit 433, and a determination unit 434 as functional units. It has a change unit 435, a first operation control unit 436, and a second operation control unit 437. Each functional unit is formed by executing a predetermined control program in the hand control device 43.

ハンド制御装置43は、所定の把持可能位置に移動されたハンド機構2を、対象物情報取得部430によって取得された対象物情報に基づいて制御するように構成されている。対象物情報取得部430は、ハンド機構2よって把持すべき対象物に関する情報である対象物情報を取得する。ここで、対象物情報には、対象物の形状、寸法、およびその位置に関する情報、並びに、対象物周囲の環境情報(対象物の周囲に存在する該対象物以外の物に関する情報であり、例えば、対象物が収容されている容器の形状や当該容器における対象物の並びに関する情報)等が含まれる。この対象物情報取得部430は、ユーザによって入力された対象物情報を取得してもよい。また、対象物を含む画像を撮像する視覚センサが設けられている場合、対象物情報取得部430は、該視覚センサによって撮像された画像から対象物情報を取得してもよい。 The hand control device 43 is configured to control the hand mechanism 2 moved to a predetermined grippable position based on the object information acquired by the object information acquisition unit 430. The object information acquisition unit 430 acquires object information, which is information about an object to be grasped by the hand mechanism 2. Here, the object information includes information on the shape, dimensions, and position of the object, and environmental information around the object (information on objects other than the object existing around the object, for example. , Information on the shape of the container in which the object is housed and the arrangement of the objects in the container). The object information acquisition unit 430 may acquire the object information input by the user. Further, when a visual sensor for capturing an image including an object is provided, the object information acquisition unit 430 may acquire the object information from the image captured by the visual sensor.

また、直接把持制御部433は、対象物の把持形態の1つである直接把持をハンド機構
2に実行させる機能部である。直接把持とは、把持前に配置された状態の対象物をそのままの状態で、すなわち当該対象物の位置や姿勢を変更することなく、ハンド機構2が有する指部21のうち少なくとも2つの指部を当該対象物に対して接触させて挟むことで行われる把持の形態である。
Further, the direct grip control unit 433 is a functional unit that causes the hand mechanism 2 to perform direct grip, which is one of the gripping forms of the object. Direct gripping means that at least two fingers of the finger portion 21 of the hand mechanism 2 are held as they are, that is, without changing the position or posture of the object placed before gripping. It is a form of gripping performed by bringing the object into contact with the object and sandwiching the object.

次に、判定部434は、把持予定の対象物の配置状態が、上記の直接把持が可能な状態であるか否かを判定する機能部である。判定部434は、対象物情報取得部430によって取得された対象物情報に含まれる、対象物の形状や位置に関する情報、並びに、対象物の周囲の障害物と対象物との相対位置関係等の環境情報に従って、対象物を直接把持可能であるか否か判定する。また、判定部434は、把持予定の対象物の配置状態が、直接把持が可能でない状態である場合に、直接把持とは異なる形態でその対象物を把持可能であるか否か判定する機能部でもある。この場合の把持形態は、後述する第1動作制御部436及び第2動作制御部437によって実現される把持形態である。これらの詳細については後述する。また、第1動作制御部436及び第2動作制御部437は、直接把持とは異なる形態の把持動作を、ハンド機構2に実行させる機能部である。第1動作制御部436によって実行される第1動作に続いて、第2動作制御部により第2動作が実行されることになる。当該第1動作及び第2動作の詳細についても後述する。変更部435は、対象物の把持態様を変更する機能部である。把持態様とは、ハンド機構2が対象物を把持するときのハンド機構2の動作の態様や、各指部21の配置の態様、各指部21の各関節部の角度の態様を示す。すなわち、ハンド機構2の動作、各指部21の配置、各指部21の各関節部の角度の少なくとも1つが異なれば、異なる把持態様であるといえる。なお、ハンド機構2の把持態様を変更することには、動作していなかった指部21を動作させること、及び、動作していた指部21を停止させることを含む。 Next, the determination unit 434 is a functional unit that determines whether or not the arrangement state of the object to be gripped is the above-mentioned state in which direct gripping is possible. The determination unit 434 includes information on the shape and position of the object included in the object information acquired by the object information acquisition unit 430, and the relative positional relationship between the obstacle and the object around the object. It is determined whether or not the object can be directly gripped according to the environmental information. Further, the determination unit 434 is a functional unit that determines whether or not the object can be gripped in a form different from the direct grip when the arrangement state of the object to be gripped is a state in which the object to be gripped cannot be directly gripped. But also. The gripping form in this case is a gripping form realized by the first motion control unit 436 and the second motion control unit 437, which will be described later. Details of these will be described later. Further, the first motion control unit 436 and the second motion control unit 437 are functional units that cause the hand mechanism 2 to perform a gripping motion different from the direct gripping. Following the first operation executed by the first operation control unit 436, the second operation is executed by the second operation control unit. The details of the first operation and the second operation will also be described later. The changing unit 435 is a functional unit that changes the gripping mode of the object. The gripping mode indicates a mode of operation of the hand mechanism 2 when the hand mechanism 2 grips an object, a mode of arrangement of each finger portion 21, and a mode of an angle of each joint portion of each finger portion 21. That is, if at least one of the operation of the hand mechanism 2, the arrangement of each finger portion 21, and the angle of each joint portion of each finger portion 21 is different, it can be said that the gripping mode is different. It should be noted that changing the gripping mode of the hand mechanism 2 includes operating the finger portion 21 that was not operating and stopping the finger portion 21 that was operating.

そして、ハンド制御装置43では、上記の直接把持であれ、直接把持とは異なる形態の把持であれ、対象物の把持のためにハンド機構2の各指部21を駆動させる第1モータ51、第2モータ52、および第3モータ53が対象物情報に基づいて制御される。ハンド機構2の各第1モータ51、各第2モータ52、および各第3モータ53には、それぞれの回転状態に関する状態量(モータの回転軸の回転位置や回転速度等)を検出するエンコーダ(図示略)が設けられている。そして、各モータ51、52、53のエンコーダによって検出された各モータ51、52、53の状態量が、モータ状態量取得部431に入力される。そして、ハンド制御装置43は、モータ状態量取得部431に入力された各モータ51、52、53の状態量に基づいて各指部21における各モータ52、52、53をサーボ制御し対象物の把持を行う。 Then, in the hand control device 43, the first motor 51, which drives each finger portion 21 of the hand mechanism 2 for gripping the object, whether it is the above-mentioned direct grip or a grip having a form different from the direct grip, is the first. The two motors 52 and the third motor 53 are controlled based on the object information. Each of the first motor 51, each second motor 52, and each third motor 53 of the hand mechanism 2 has an encoder (rotational position, rotation speed, etc. of the rotation axis of the motor) that detects the state amount related to each rotation state. (Not shown) is provided. Then, the state quantities of the motors 51, 52, 53 detected by the encoders of the motors 51, 52, 53 are input to the motor state quantity acquisition unit 431. Then, the hand control device 43 servo-controls each motor 52, 52, 53 in each finger portion 21 based on the state quantity of each motor 51, 52, 53 input to the motor state quantity acquisition unit 431 to control the object. Grip.

さらに、ハンド制御装置43では、センサ情報取得部432に、ハンド機構2の各指部21の先端側に設けられた感圧センサ70の検出値が入力される。そして、ハンド制御装置43は、センサ情報取得部432によって取得された各指部21の感圧センサ70の検出値に基づいて、指部21の対象物への接触を検知でき、その検知信号に基づいて各指部21における各モータ51、52、53を制御することもできる。 Further, in the hand control device 43, the detection value of the pressure sensitive sensor 70 provided on the tip end side of each finger portion 21 of the hand mechanism 2 is input to the sensor information acquisition unit 432. Then, the hand control device 43 can detect the contact of the finger portion 21 with the object based on the detection value of the pressure sensitive sensor 70 of each finger portion 21 acquired by the sensor information acquisition unit 432, and the detection signal is used. It is also possible to control each of the motors 51, 52, 53 in each finger portion 21 based on this.

<直接把持制御>
図12に基づいてハンド機構2による直接把持の詳細について説明する。図12に示す対象物10は、床面上に単独で置かれ、直方体状の形状を有している。そして、図12に示すように、対象物10の端面10aと、それに対向する端面10bとは、ともにハンド機構2の指部21が接触可能な程度に露出しているものとする。なお、本願において、ハンド機構2が有する4本の指部21やそれを構成する第1指リンク部211を指部毎に区別して識別する際には、参照番号である「21」や「211」に識別のための添え字である「A」~「D」を付加するものとし、区別して識別する必要が無い場合には当該添え字の記載を省略する場合もある。また、添え字「A」~「D」は、図3に示す指部21の並
びの状態で時計回りの順に、各指部に割当てられるものとする。ここで、対象物10では、端面10a及び端面10bが露出しているため、ハンド機構2の指部21Aと指部21Cによって図中の白抜き矢印で示す、対となる方向から対象物10を挟んで把持することが可能となる。このとき、対象物10の姿勢や位置を変更することなく、対象物10の把持が可能であることから、図12に示す把持形態が直接把持となる。
<Direct grip control>
The details of the direct grip by the hand mechanism 2 will be described with reference to FIG. The object 10 shown in FIG. 12 is placed alone on the floor surface and has a rectangular parallelepiped shape. Then, as shown in FIG. 12, it is assumed that the end surface 10a of the object 10 and the end surface 10b facing the end surface 10a are both exposed to such an extent that the finger portion 21 of the hand mechanism 2 can come into contact with the end surface 10a. In the present application, when the four finger portions 21 of the hand mechanism 2 and the first finger link portion 211 constituting the finger portion 21 are distinguished and identified for each finger portion, the reference numbers "21" and "211" are used. "A" to "D", which are subscripts for identification, shall be added to "", and if it is not necessary to distinguish and identify, the description of the subscript may be omitted. Further, the subscripts "A" to "D" are assigned to each finger portion in the clockwise order in the state of the arrangement of the finger portions 21 shown in FIG. Here, in the object 10, since the end face 10a and the end face 10b are exposed, the object 10 is viewed from the paired direction indicated by the white arrow in the drawing by the finger portion 21A and the finger portion 21C of the hand mechanism 2. It can be pinched and gripped. At this time, since the object 10 can be gripped without changing the posture or position of the object 10, the gripping form shown in FIG. 12 is directly gripped.

図12に示すように対象物10を把持するためには、少なくとも2本の指部21を用いて対象物10を挟む必要がある。ハンド機構2が図2に示すように4本の指部21を有している場合、対象物10を把持する2本の指部21には複数の組み合わせが考えられる。仮に、同じ2本の指部21を用いて対象物10を繰り返し把持すると、この2本の指部21を動作させるためのモータや歯車などの可動部に繰り返し負荷がかかる。このため、対象物10の把持に用いられる2本の指部21は、対象物10を把持しない残りの2本の指部21よりも劣化が早くなる。このように特定の指部21の劣化が早まると、システム全体としての寿命が短くなる虞がある。 As shown in FIG. 12, in order to grip the object 10, it is necessary to sandwich the object 10 with at least two finger portions 21. When the hand mechanism 2 has four finger portions 21 as shown in FIG. 2, a plurality of combinations can be considered for the two finger portions 21 that grip the object 10. If the object 10 is repeatedly gripped using the same two finger portions 21, a load is repeatedly applied to a movable portion such as a motor or a gear for operating the two finger portions 21. Therefore, the two finger portions 21 used for gripping the object 10 deteriorate faster than the remaining two finger portions 21 that do not grip the object 10. If the deterioration of the specific finger portion 21 is accelerated in this way, the life of the entire system may be shortened.

図13は、4本の指部21のうち2本の指部21を用いて対象物10を把持する場合の指部21の配置を対象物10の上方から見た場合の図である。2本の指部21を用いて対象物10を担持する態様として、対向する指部21を用いる態様(図13(a)~(b))と、隣り合う指部21を用いる態様(図13(c)~(f))とが考えられる。2本の指部21を用いて対象物10を把持する場合には、対象物10の把持に用いない2本の指部21に対して、対象物10の把持に用いる2本の指部21にかかる負荷が大きくなる。なお、直接把持においては少なくとも2本の指部21により対象物10が把持されればよいが、以下のように更に多くの指部21を対象物10に接触させて対象物10をより安定的に把持してもよい。 FIG. 13 is a view when the arrangement of the finger portions 21 when gripping the object 10 by using two finger portions 21 out of the four finger portions 21 is viewed from above the object 10. As an embodiment in which the object 10 is supported by using two finger portions 21, an embodiment in which opposite finger portions 21 are used (FIGS. 13 (a) to 13 (b)) and an embodiment in which adjacent finger portions 21 are used (FIG. 13). (C)-(f)) can be considered. When the object 10 is gripped using the two finger portions 21, the two finger portions 21 used for gripping the object 10 are compared with the two finger portions 21 not used for gripping the object 10. The load on the device increases. In the direct gripping, the object 10 may be gripped by at least two finger portions 21, but the object 10 may be more stable by bringing more finger portions 21 into contact with the object 10 as described below. May be gripped.

図14及び図15は、4本の指部21のうち3本の指部21を用いて対象物10を把持する場合の指部21の配置を対象物10の上方から見た場合の図である。3本の指部21を用いて対象物を担持する態様として、対象物10の端面10aに2本の指部21を配置し、それに対向する端面10bに1本の指部21を配置することが考えられる。図14は、隣り合う2本の指部21を対象物10の端面10aに配置し、端面10aに対向する端面10bに残りの2本の指部21のうちの1本の指部21を配置した場合を示している。図14(a)及び図14(c)に示した把持態様では、用いる指部21は同じであるが、指部21の配置が異なることにより指部21にかかる負荷が異なることがある。また、図15は、対向する2本の指部21を対象物10の端面10aに配置し、端面10aに対向する端面10bに残りの2本の指部21のうちの1本の指部21を配置した場合を示している。3本の指部21を用いて対象物10を把持する場合には、対象物10の把持に用いない1本の指部21にかかる負荷よりも、対象物10の把持に用いる3本の指部21にかかる負荷が大きくなる。 14 and 15 are views of the arrangement of the finger portions 21 when gripping the object 10 using three finger portions 21 out of the four finger portions 21 when viewed from above the object 10. be. As an embodiment in which the object is supported by using the three finger portions 21, two finger portions 21 are arranged on the end surface 10a of the object 10, and one finger portion 21 is arranged on the end surface 10b facing the end surface 10a. Can be considered. In FIG. 14, two adjacent finger portions 21 are arranged on the end surface 10a of the object 10, and one finger portion 21 of the remaining two finger portions 21 is arranged on the end surface 10b facing the end surface 10a. The case is shown. In the gripping mode shown in FIGS. 14 (a) and 14 (c), the finger portions 21 used are the same, but the load applied to the finger portions 21 may differ due to the different arrangement of the finger portions 21. Further, in FIG. 15, two finger portions 21 facing each other are arranged on the end surface 10a of the object 10, and one finger portion 21 of the remaining two finger portions 21 is arranged on the end surface 10b facing the end surface 10a. Is shown. When the object 10 is gripped using the three fingers, the three fingers used for gripping the object 10 are more than the load applied to the one finger 21 not used for gripping the object 10. The load applied to the unit 21 becomes large.

また、図16及び図17は、4本の指部21を全て用いて対象物10を把持する場合の指部21の配置を対象物10の上方から見た場合の図である。図16(a)は、指部21A及び指部21Bを対象物10の端面10aに配置し、それに対向する端面10bに残りの指部21C及び指部21Dを配置した場合を示している。図16(b)は、指部21A及び指部21Dを対象物10の端面10aに配置し、それに対向する端面10bに残りの指部21B及び指部21Cを配置した場合を示している。図16(a)及び図16(b)に示した把持態様では、用いる指部21は同じであるが、指部21の配置が異なることにより指部21にかかる負荷が異なることがある。また、図17は、対象物10の4つの端面に夫々1本の指部21を配置した場合を示している。図17に示されるように対象物10の幅(図17における横方向の長さ)と奥行き(図17における縦方向の長さ)とに差がある場合には、対象物10を把持したときの指部21A及び指部21Cと、指部21B
及び指部21Dとの動作が異なることにより、指部21A及び指部21Cと、指部21B及び指部21Dとで、負荷が異なることがある。
Further, FIGS. 16 and 17 are views when the arrangement of the finger portions 21 when gripping the object 10 by using all four finger portions 21 is viewed from above the object 10. FIG. 16A shows a case where the finger portion 21A and the finger portion 21B are arranged on the end surface 10a of the object 10, and the remaining finger portion 21C and the finger portion 21D are arranged on the end surface 10b facing the end surface 10a. FIG. 16B shows a case where the finger portion 21A and the finger portion 21D are arranged on the end surface 10a of the object 10, and the remaining finger portion 21B and the finger portion 21C are arranged on the end surface 10b facing the end surface 10a. In the gripping modes shown in FIGS. 16A and 16B, the finger portions 21 used are the same, but the load applied to the finger portions 21 may differ due to the different arrangement of the finger portions 21. Further, FIG. 17 shows a case where one finger portion 21 is arranged on each of the four end faces of the object 10. As shown in FIG. 17, when there is a difference between the width (horizontal length in FIG. 17) and the depth (vertical length in FIG. 17) of the object 10, when the object 10 is gripped. Finger part 21A and finger part 21C, and finger part 21B
And, due to the difference in operation with the finger portion 21D, the load may be different between the finger portion 21A and the finger portion 21C and the finger portion 21B and the finger portion 21D.

そこで、変更部435は、同じ把持態様で対象物10を連続して把持した回数が所定回数以上になると、把持態様を変更して対象物10を把持する。例えば、2本の指部21を用いて対象物10を把持する場合、同じ指部21で対象物10を所定回数把持する毎に対象物10を把持する2本の指部21の組み合わせを変更することにより、対象物10に対する指部21の配置を変更する。これにより、特定の指部21にかかる負荷が大きくなることを抑制する。ここでいう所定回数は、ハンド機構2の寿命を延長し得る回数として予め設定される。なお、所定回数を1回としてもよいが、把持態様を切り替えるときにハンド機構2またはアーム機構3においてモータが駆動されることにより、モータや歯車、更にはそれらを支える部材に負荷がかかる。したがって、把持態様を切り替える際の負荷をも考慮して所定回数を設定してもよい。 Therefore, when the number of times the object 10 is continuously gripped in the same gripping mode becomes a predetermined number of times or more, the changing unit 435 changes the gripping mode and grips the object 10. For example, when gripping the object 10 using two fingers, the combination of the two fingers 21 that grips the object 10 is changed every time the object 10 is gripped by the same finger 21 a predetermined number of times. By doing so, the arrangement of the finger portion 21 with respect to the object 10 is changed. As a result, it is possible to prevent the load applied to the specific finger portion 21 from becoming large. The predetermined number of times referred to here is preset as the number of times that the life of the hand mechanism 2 can be extended. Although the predetermined number of times may be set to one, the motor is driven by the hand mechanism 2 or the arm mechanism 3 when the gripping mode is switched, so that a load is applied to the motor, the gears, and the members supporting them. Therefore, the predetermined number of times may be set in consideration of the load when switching the gripping mode.

変更部435は、対象物10を把持可能な指部21の組み合わせを、対象物情報取得部430によって取得された対象物情報に基づいて選択する。さらに、変更部435は、選択した指部21の組み合わせで対象物10を把持するように、直接把持制御部433に対して指示する。そして、同じ把持態様で対象物10を連続して把持した回数が所定回数に達する毎に、指部21の組み合わせを変更するように、変更部435が指部21の組み合わせを再度選択する。変更部435は、再度選択された指部21の組み合わせで対象物10を把持するように、直接把持制御部433に対して指示する。このように、同じ把持態様で対象物10を連続して把持した回数が所定回数に達する毎に指部21の組み合わせを変更部435が変更する。これにより、ハンド機構2の把持態様を異なる把持態様に変更することができるため、特定の指部21に過剰に負荷がかかることを抑制できる。 The changing unit 435 selects a combination of finger portions 21 capable of gripping the object 10 based on the object information acquired by the object information acquisition unit 430. Further, the changing unit 435 directly instructs the gripping control unit 433 to grip the object 10 with the combination of the selected finger units 21. Then, every time the number of times the object 10 is continuously gripped in the same gripping mode reaches a predetermined number of times, the changing unit 435 reselects the combination of the finger portions 21 so as to change the combination of the finger portions 21. The changing unit 435 directly instructs the gripping control unit 433 to grip the object 10 with the combination of the finger portions 21 selected again. In this way, the changing unit 435 changes the combination of the finger portions 21 each time the number of times the object 10 is continuously gripped in the same gripping mode reaches a predetermined number of times. As a result, the gripping mode of the hand mechanism 2 can be changed to a different gripping mode, so that it is possible to prevent an excessive load from being applied to the specific finger portion 21.

ここで、図18に基づいて、ロボットアーム1に搭載されたハンド機構2を用いた把持システムによる対象物10の把持制御について説明する。図18は、直接把持を行うときの把持制御のフローを示したフローチャートである。この把持制御は、アーム制御装置42及びハンド制御装置43において所定の制御プログラムが実行されることで実現される。直接把持にかかる把持制御は、判定部434によって、対象物10を直接把持可能であると判定された場合に実行される。 Here, based on FIG. 18, the gripping control of the object 10 by the gripping system using the hand mechanism 2 mounted on the robot arm 1 will be described. FIG. 18 is a flowchart showing a flow of grip control when directly gripping. This gripping control is realized by executing a predetermined control program in the arm control device 42 and the hand control device 43. The gripping control related to the direct gripping is executed when the determination unit 434 determines that the object 10 can be directly gripped.

S101では、変更部435が、同じ態様での把持回数が連続して所定回数以上であるか否か判定する。変更部435は、同じ態様での把持回数をカウントしており、この把持回数が予め設定されている所定回数と比較される。S101で肯定判定されるとS102へ進み、否定判定されるとS103へ進む。 In S101, the changing unit 435 determines whether or not the number of times of gripping in the same embodiment is continuously equal to or more than a predetermined number of times. The changing unit 435 counts the number of grips in the same mode, and the number of grips is compared with a preset predetermined number. If an affirmative determination is made in S101, the process proceeds to S102, and if a negative determination is made, the process proceeds to S103.

S102では、把持態様が変更される。S102では、変更部435が指部21の組み合わせを新たに選択し、この新たに選択された指部21を用いて対象物10を把持するように直接把持制御部433に対して指示することで、把持態様が変更される。対象物10を把持する指部21の組み合わせは、予めメモリに記憶させておいた順番に従って選択してもよく、ランダムに選択してもよい。また、対象物10を把持する指部21と対象物10を把持しない指部21とが存在していた場合には、対象物10を把持する指部21の少なくとも一部と、対象物10を把持しない指部21とを入れ替えるようにしてもよい。 In S102, the gripping mode is changed. In S102, the changing unit 435 newly selects the combination of the finger portions 21 and directly instructs the gripping control unit 433 to grip the object 10 using the newly selected finger portion 21. , The gripping mode is changed. The combination of the finger portions 21 that grip the object 10 may be selected according to the order stored in the memory in advance, or may be randomly selected. Further, when the finger portion 21 that grips the object 10 and the finger portion 21 that does not grip the object 10 exist, at least a part of the finger portion 21 that grips the object 10 and the object 10 are used. The finger portion 21 that is not gripped may be replaced.

S103では、把持態様が維持される。この場合、変更部435が直接把持制御部433に対して何も指示しなければ、前回の把持態様が維持されるようにプログラムしておいてもよいし、変更部435が前回と同じ把持態様となるように直接把持制御部433に対して指示することで、前回の把持態様が維持されるようにプログラムしておいてもよい。 In S103, the gripping mode is maintained. In this case, if the changing unit 435 does not directly instruct the gripping control unit 433, the program may be programmed so that the previous gripping mode is maintained, or the changing unit 435 has the same gripping mode as the previous time. By directly instructing the gripping control unit 433 to be, the program may be programmed so that the previous gripping mode is maintained.

S102またはS103の処理が終了するとS104へ進む。そして、S104では、ハンド機構2による直接把持が実施される。S104の処理後、本制御が終了する。このようにして、直接把持を実施するときに同じ把持態様が所定回数連続する毎に把持態様を変更するため、特定の指部21に負荷が集中することを抑制できるので、把持システム全体としての寿命を延ばすことができる。また、指部21がベース部20に等角度間隔で配置されており、全ての指部21が同一構造、同一長さであるため、第1アームリンク部31に対してハンド機構2を該第1アームリンク部31の軸周りに回転させることで、対象物10に対する指部21の配置を変更することができる。そのため、把持態様を容易に変更することができる。 When the processing of S102 or S103 is completed, the process proceeds to S104. Then, in S104, direct gripping by the hand mechanism 2 is carried out. After the processing of S104, this control ends. In this way, since the gripping mode is changed every time the same gripping mode is continuously performed a predetermined number of times when the direct gripping is performed, it is possible to suppress the concentration of the load on the specific finger portion 21, so that the gripping system as a whole can be used. The life can be extended. Further, since the finger portions 21 are arranged on the base portion 20 at equal angular intervals and all the finger portions 21 have the same structure and the same length, the hand mechanism 2 is provided with respect to the first arm link portion 31. The arrangement of the finger portion 21 with respect to the object 10 can be changed by rotating the arm link portion 31 around the axis. Therefore, the gripping mode can be easily changed.

<傾倒把持制御>
直接把持が行えない状態に対象物10が配置されている場合には、直接把持とは異なる形態で対象物10を把持する。なお、この場合の把持形態は、第1動作制御部436及び第2動作制御部437によって実現される把持形態である。例えば、障害物(例えば、物体を収容する容器等)が対象物10の周囲に位置している場合には、対象物10の対向する端面に2本の指部21を配置することが困難な場合がある。このような場合であっても、ハンド機構2の指部21が接触して対象物10に作用することで対象物10を傾けて倒す傾倒動作を行うことにより、対象物10が把持可能となる場合もある。この傾倒動作は、ハンド機構2の指部21が、対向する端面に対して接触可能となる程度に該端面を露出させるための動作であり、第1動作制御部436によって実行される第1動作に相当する。そして本出願では、対象物10の傾倒動作後に行われる把持動作を、傾倒把持と称する。この傾倒把持は、第2動作制御部437によって実行される第2動作に相当する。
<Tilt grip control>
When the object 10 is arranged in a state where it cannot be directly gripped, the object 10 is gripped in a form different from the direct grip. The gripping form in this case is a gripping form realized by the first motion control unit 436 and the second motion control unit 437. For example, when an obstacle (for example, a container for accommodating an object) is located around the object 10, it is difficult to arrange the two finger portions 21 on the opposite end faces of the object 10. In some cases. Even in such a case, the finger portion 21 of the hand mechanism 2 comes into contact with the object 10 and acts on the object 10 to tilt and tilt the object 10 so that the object 10 can be gripped. In some cases. This tilting operation is an operation for exposing the end face to the extent that the finger portion 21 of the hand mechanism 2 can come into contact with the facing end face, and is the first operation executed by the first movement control unit 436. Corresponds to. In the present application, the gripping operation performed after the tilting operation of the object 10 is referred to as tilting gripping. This tilt grip corresponds to the second motion executed by the second motion control unit 437.

判定部434は、対象物情報取得部430によって取得された対象物情報に含まれる、対象物10の形状や位置に関する情報、並びに、対象物10の周囲の障害物と対象物との相対位置関係等の環境情報に従って、対象物10を傾倒把持可能であるか否か判定する。 The determination unit 434 provides information on the shape and position of the object 10 included in the object information acquired by the object information acquisition unit 430, and the relative positional relationship between the obstacle and the object around the object 10. It is determined whether or not the object 10 can be tilted and gripped according to the environmental information such as.

傾倒把持について図19及び図20に基づいて説明する。対象物10は、対象物10と同形の物体であるが把持の対象ではない非対象物10’と接触している。なお、対象物10の表面においてハンド機構2の指部21が接触可能であるように露出している面を接触可能面とする。また、判定部434による判定時にはハンド機構2の指部21が接触可能であるようには露出していない対象物10の表面であるが、ハンド機構2の指部21による把持に利用可能な対象物10の表面を非露出面とする。 Tilt grip will be described with reference to FIGS. 19 and 20. The object 10 is in contact with a non-object 10'which is an object having the same shape as the object 10 but is not an object to be grasped. The surface of the surface of the object 10 that is exposed so that the finger portion 21 of the hand mechanism 2 can be contacted is defined as the contactable surface. Further, the surface of the object 10 that is not exposed so that the finger portion 21 of the hand mechanism 2 can be contacted at the time of determination by the determination unit 434, but is an object that can be used for gripping by the finger portion 21 of the hand mechanism 2. The surface of the object 10 is an unexposed surface.

第1動作制御部436は、指部21Aの第1指リンク部211Aを対象物10の上面である接触可能面101に接触させる。このとき、他の指部21B~21Dは対象物10には接触していない。そして、指部21Aと接触可能面101との接触状態を維持したまま、第1動作制御部436は、指部21Aを駆動制御し対象物10を手前側に引き倒す力を対象物10に作用させる。そのため、図20に示すように、対象物10は、床面と接触しているその底面の一部を中心としてその上部が床面側に接近するように傾倒していくことになる。 The first motion control unit 436 brings the first finger link portion 211A of the finger portion 21A into contact with the contactable surface 101 which is the upper surface of the object 10. At this time, the other finger portions 21B to 21D are not in contact with the object 10. Then, while maintaining the contact state between the finger portion 21A and the contactable surface 101, the first motion control unit 436 drives and controls the finger portion 21A and exerts a force on the object 10 to pull the object 10 toward the front side. Let me. Therefore, as shown in FIG. 20, the object 10 is tilted so that the upper portion thereof approaches the floor surface side with a part of the bottom surface in contact with the floor surface as the center.

そして、この傾倒動作の結果、把持前の配置状態において非対象物10’と接触していた対象物10の背面である非露出面102が露出していき、非露出面102と非対象物10’との間に空間が形成されていく。当該空間は、対象物10の傾倒が進むほど大きくなっていく。そして、非露出面102と非対象物10’との間に形成された空間に、ハンド機構2の指部21Aとは異なる指部21B及び指部21Dを進入できる程度に当該空間の大きさを確保できたら、第1動作制御部436による傾倒動作(第1動作)を停止させる。このように指部21B及び指部21Dの進入に十分な程度の当該空間を、以下、進入空間と称する。 Then, as a result of this tilting operation, the unexposed surface 102, which is the back surface of the object 10 that was in contact with the non-object 10'in the arranged state before gripping, is exposed, and the non-exposed surface 102 and the non-object 10 are exposed. A space is formed between it and. The space becomes larger as the object 10 is tilted. Then, the size of the space is set so that the finger portion 21B and the finger portion 21D different from the finger portion 21A of the hand mechanism 2 can enter the space formed between the non-exposed surface 102 and the non-object 10'. If it can be secured, the tilting operation (first operation) by the first operation control unit 436 is stopped. Such a space sufficient for the finger portion 21B and the finger portion 21D to enter is hereinafter referred to as an entry space.

第1動作制御部436による傾倒動作を停止させるとき、指部21Aが接触可能面101に接触した状態が維持される。そのため、非露出面102が十分に露出され、傾倒状態にある対象物10と隣接する非対象物10’との間に進入空間が確保される。その後、対象物10の把持動作(第2動作)が行われる。この把持動作は、把持制御が開始される前の対象物10の姿勢を、上記傾倒動作によって変化させた状態で行われる把持形態であり、図12に示す直接把持とは異なる傾倒把持である。 When the tilting motion by the first motion control unit 436 is stopped, the state in which the finger portion 21A is in contact with the contactable surface 101 is maintained. Therefore, the non-exposed surface 102 is sufficiently exposed, and an entry space is secured between the object 10 in the tilted state and the adjacent non-object 10'. After that, the gripping operation (second operation) of the object 10 is performed. This gripping motion is a gripping mode in which the posture of the object 10 before the gripping control is started is changed by the tilting motion, and is a tilting grip different from the direct grip shown in FIG.

傾倒把持について、図21A~図21Cに基づいて具体的に説明する。なお、図21A~図21Cは、傾倒把持によりハンド機構2が対象物10を把持している同一の状態を、異なる視点から示したものである。図21Aは、対象物10の非露出面102が見える方向からの図であり、図21Bは、対象物10を側方から見た図であり、図21Cは、対象物の前面103が見える方向からの図である。 Tilt gripping will be specifically described with reference to FIGS. 21A to 21C. It should be noted that FIGS. 21A to 21C show the same state in which the hand mechanism 2 grips the object 10 by tilting grip from different viewpoints. 21A is a view from the direction in which the unexposed surface 102 of the object 10 can be seen, FIG. 21B is a view of the object 10 from the side, and FIG. 21C is a direction in which the front surface 103 of the object can be seen. It is a figure from.

傾倒把持では、対象物10と隣接する非対象物10’との間に形成された進入空間に、指部21Bの第1指リンク部211Bと指部21Dの第1指リンク部211Dとを進入させ、両指リンク部を非露出面102に接触させるとともに、指部21Cの第1指リンク部211Cを対象物10の前面103に接触させる。すなわち、傾倒把持では、傾倒状態にある対象物10を、その前後からハンド機構2の、傾倒状態に支持するために使用している指部21A以外の指部が利用されて、対象物10の安定的な把持が実現される。また、別法として、非露出面102に1本の指部21の第1指リンク部を接触させ、前面103に残りの2本の指部21の第1指リンク部を接触させてもよい。また、別法として、非露出面102に1本の指部21の第1指リンク部を接触させ、前面103に残りの2本の指部21のうちの1本の指部21の第1指リンク部を接触させてもよい。 In the tilted grip, the first finger link portion 211B of the finger portion 21B and the first finger link portion 211D of the finger portion 21D enter the approach space formed between the object 10 and the adjacent non-object 10'. The two-finger link portion is brought into contact with the unexposed surface 102, and the first finger link portion 211C of the finger portion 21C is brought into contact with the front surface 103 of the object 10. That is, in the tilted grip, the fingers other than the finger portion 21A of the hand mechanism 2 used to support the tilted object 10 from the front and back in the tilted state are used, and the object 10 is tilted. Stable grip is realized. Alternatively, the unexposed surface 102 may be brought into contact with the first finger link portion of one finger portion 21, and the front surface 103 may be brought into contact with the first finger link portion of the remaining two finger portions 21. .. Alternatively, the unexposed surface 102 is brought into contact with the first finger link portion of one finger portion 21, and the front surface 103 is brought into contact with the first finger portion 21 of one of the remaining two finger portions 21. The finger link portion may be brought into contact with the finger link portion.

また、傾倒把持においてより安定して対象物を把持するためには、図21Bに示すように、対象物10を側方から見たときに、非露出面102側の指部21の第1リンク指部と前面103側の指部21の第1リンク指部とが概ね対向するのが好ましい。また、図21A~図21Cに示すように3本の指部21で傾倒把持を行う場合、非露出面102又は前面103から見たときに、1本の指部21Cの作用点が、2本の指部21B及び指部21Dのそれぞれの作用点の間に位置するように、各指部21が対象物に接触するのが好ましい。 Further, in order to grip the object more stably in the tilted grip, as shown in FIG. 21B, the first link of the finger portion 21 on the non-exposed surface 102 side when the object 10 is viewed from the side. It is preferable that the finger portion and the first link finger portion of the finger portion 21 on the front surface 103 side are substantially opposed to each other. Further, as shown in FIGS. 21A to 21C, when tilting and gripping with three fingers, the action points of one finger 21C are two when viewed from the unexposed surface 102 or the front surface 103. It is preferable that each finger portion 21 comes into contact with the object so as to be located between the respective points of action of the finger portions 21B and the finger portions 21D.

対象物10の傾倒把持が行われると、ハンド機構2が対象物10を把持したまま対象物10を所望の位置に移すことができる。これにより、傾倒把持制御が終了する。 When the object 10 is tilted and gripped, the hand mechanism 2 can move the object 10 to a desired position while gripping the object 10. As a result, the tilt grip control is completed.

このように傾倒把持制御では、直接把持が可能ではない状態で対象物10が配置されていても、ハンド機構2の指部21Aを接触可能面101に接触させて対象物10の姿勢を変化させて、残りの指部21B~21Dによって対象物10の傾倒把持が実現される。 In this way, in the tilt grip control, even if the object 10 is arranged in a state where it cannot be directly gripped, the finger portion 21A of the hand mechanism 2 is brought into contact with the contactable surface 101 to change the posture of the object 10. Then, the remaining finger portions 21B to 21D realize the tilted grip of the object 10.

そして、傾倒把持を行う場合には、同じ把持態様で傾倒把持を連続して所定回数行う毎に把持態様を変更する。そのときに、第1動作及び第2動作のうちの少なくとも一方を変更する。第2動作に関与する指部21を変更した場合、傾倒把持時の指部21の配置が変更される。例えば、対象物10の傾倒動作後の把持態様が図13(a)で示される状態の場合、第1動作には、指部21Bまたは指部21Dが用いられ、第2動作には、指部21A及び指部21Cが用いられている。この場合、把持態様を変更するときに、第1動作に用いる指部21を、指部21Bと指部21Dとで交互に変更してもよい。このときに、第2動作に用いる指部21A及び指部21Dは変更しなくてもよい。また、把持態様を変更するときに、第1動作に用いた指部21を第2動作に用い、第2動作に用いた指部21の一方を、第1動作に用いるか又は動作しないようにしてもよい。また、把持態様を変更す
るときに、第1動作及び第2動作に用いる指部21をランダムに変更してもよい。
Then, in the case of tilting gripping, the gripping mode is changed every time the tilted gripping is continuously performed a predetermined number of times in the same gripping mode. At that time, at least one of the first operation and the second operation is changed. When the finger portion 21 involved in the second movement is changed, the arrangement of the finger portion 21 at the time of tilting grip is changed. For example, when the gripping mode of the object 10 after the tilting motion is shown in FIG. 13 (a), the finger portion 21B or the finger portion 21D is used for the first motion, and the finger portion is used for the second motion. 21A and finger 21C are used. In this case, when the gripping mode is changed, the finger portion 21 used for the first operation may be alternately changed between the finger portion 21B and the finger portion 21D. At this time, the finger portion 21A and the finger portion 21D used for the second operation do not have to be changed. Further, when changing the gripping mode, the finger portion 21 used for the first movement is used for the second movement, and one of the finger portions 21 used for the second movement is used for the first movement or is not moved. You may. Further, when changing the gripping mode, the finger portion 21 used for the first motion and the second motion may be randomly changed.

また、対象物10の傾倒動作後の把持態様が図14または図15に示される状態の場合には、把持態様を変更するときに、第1動作に用いた指部21を第2動作に用いるようにし、第2動作に用いた指部21のうちの1本の指部21を第1動作に用いるようにしてもよい。このときに、第2動作に用いる指部21の配置を変更してもよい。また、把持態様を変更するときに、第1動作に用いる指部21は変更せずに、第2動作に用いる指部21の配置のみを変更してもよい。また、把持態様を変更するときに、第1動作及び第2動作に用いる指部21をランダムに変更してもよい。 Further, when the gripping mode of the object 10 after the tilting motion is in the state shown in FIG. 14 or 15, the finger portion 21 used for the first motion is used for the second motion when the gripping mode is changed. Therefore, one finger portion 21 of the finger portions 21 used for the second motion may be used for the first motion. At this time, the arrangement of the finger portion 21 used for the second operation may be changed. Further, when changing the gripping mode, the finger portion 21 used for the first operation may not be changed, but only the arrangement of the finger portion 21 used for the second operation may be changed. Further, when changing the gripping mode, the finger portion 21 used for the first motion and the second motion may be randomly changed.

このような把持態様の変更は、特定の指部21にかかる負荷が過剰に大きくならないように行う。例えば、第1動作及び第2動作に用いる指部21を予めメモリに記憶していた順に変更してもよく、ランダムに変更してもよい。図22は、傾倒把持を行うときの把持制御のフローを示したフローチャートである。この把持制御は、アーム制御装置42及びハンド制御装置43において所定の制御プログラムが実行されることで実現される。傾倒把持にかかる把持制御は、判定部434によって、対象物10を直接把持可能でなく、且つ、傾倒把持可能であると判定された場合に実行される。 Such a change in the gripping mode is performed so that the load applied to the specific finger portion 21 does not become excessively large. For example, the finger portions 21 used for the first operation and the second operation may be changed in the order stored in the memory in advance, or may be changed at random. FIG. 22 is a flowchart showing a flow of grip control when tilt gripping is performed. This gripping control is realized by executing a predetermined control program in the arm control device 42 and the hand control device 43. The gripping control related to the tilted grip is executed when the determination unit 434 determines that the object 10 cannot be directly gripped and can be tilted and gripped.

S201では、変更部435が、同じ態様での把持回数が連続して所定回数以上であるか否か判定する。変更部435は、同じ態様での把持回数をカウントしており、この把持回数が予め設定されている所定回数と比較される。S201で肯定判定されるとS202へ進み、否定判定されるとS203へ進む。 In S201, the changing unit 435 determines whether or not the number of times of gripping in the same embodiment is continuously equal to or more than a predetermined number of times. The changing unit 435 counts the number of grips in the same mode, and the number of grips is compared with a preset predetermined number. If an affirmative determination is made in S201, the process proceeds to S202, and if a negative determination is made, the process proceeds to S203.

S202では、把持態様が変更される。S202では、変更部435が第1動作及び第2動作における指部21の組み合わせを新たに選択し、この新たに選択された指部21を用いて対象物10を把持するように第1動作制御部436及び第2動作制御部437に対して指示することで、把持態様が変更される。把持態様は、予め定めておいた順番に従って変更してもよく、ランダムに変更してもよい。また、把持態様を変更するときに、対象物10の把持に用いる指部21の数を変更してもよい。また、第1動作において対象物10の傾倒方向を変更することにより、把持態様を変更してもよい。対象物10を把持する指部21と対象物10を把持しない指部21とが存在していた場合には、対象物10を把持する指部21の少なくとも一部と、対象物10を把持しない指部21とを入れ替えるようにしてもよい。この場合、対象物10を把持しない指部21で対象物10を傾倒させてもよい。 In S202, the gripping mode is changed. In S202, the changing unit 435 newly selects the combination of the finger portions 21 in the first motion and the second motion, and the first motion control is performed so that the object 10 is gripped by using the newly selected finger portion 21. By instructing the unit 436 and the second operation control unit 437, the gripping mode is changed. The gripping mode may be changed according to a predetermined order, or may be changed at random. Further, when changing the gripping mode, the number of finger portions 21 used for gripping the object 10 may be changed. Further, the gripping mode may be changed by changing the tilting direction of the object 10 in the first operation. If there is a finger portion 21 that grips the object 10 and a finger portion 21 that does not grip the object 10, at least a part of the finger portion 21 that grips the object 10 and the finger portion 21 that does not grip the object 10 are not gripped. The finger portion 21 may be replaced. In this case, the object 10 may be tilted by the finger portion 21 that does not grip the object 10.

S203では、把持態様が維持される。この場合、変更部435が第1動作制御部436及び第2動作制御部437に対して何も指示しなければ、前回の把持態様が維持されるようにプログラムしておいてもよいし、変更部435が前回と同じ把持態様となるように第1動作制御部436及び第2動作制御部437に対して指示することで、前回の把持態様が維持されるようにプログラムしておいてもよい。 In S203, the gripping mode is maintained. In this case, if the change unit 435 does not instruct the first operation control unit 436 and the second operation control unit 437, the program may be programmed so that the previous gripping mode is maintained. By instructing the first motion control unit 436 and the second motion control unit 437 so that the unit 435 has the same gripping mode as the previous time, the program may be programmed so that the previous gripping mode is maintained. ..

S202またはS203の処理が終了するとS204へ進む。そして、S204では、第1動作制御部436により第1動作が行われ、次いで、S205では、第2動作制御部437により第2動作が行われ、その後に本フローチャートが終了する。このようにして、傾倒把持を実施するときに同じ把持態様が所定回数連続する毎に把持態様を変更するため、特定の指部21に負荷が集中することを抑制できるので、把持システム全体としての寿命を延ばすことができる。 When the processing of S202 or S203 is completed, the process proceeds to S204. Then, in S204, the first operation is performed by the first operation control unit 436, then in S205, the second operation is performed by the second operation control unit 437, and then this flowchart ends. In this way, when the tilted grip is performed, the gripping mode is changed every time the same gripping mode is continuously performed a predetermined number of times, so that it is possible to suppress the concentration of the load on the specific finger portion 21, and thus the gripping system as a whole. The life can be extended.

なお、対象物10の把持形態として直接把持及び傾倒把持のどちらも採用することが可能な場合には、変更部435は、把持態様を変更するときに、把持形態を直接把持から傾
倒把持へ、又は、傾倒把持から直接把持へ変更してもよい。このように、直接把持と傾倒把持とで把持形態を変更することにより、対象物10を把持する指部21や、指部21の動作が変化するため、特定の指部21に集中して負荷がかかることを抑制できる。直接把持及び傾倒把持が共に可能であるか否かは、判定部434が対象物情報に基づいて判定する。そして、同じ把持態様が所定回数連続する毎に、変更部435が、把持形態を直接把持から傾倒把持へ、又は、傾倒把持から直接把持へ変更する。この際、上記の直接把持における把持態様の変更や、傾倒把持における把持態様の変更を組み合わせてもよい。例えば、直接把持の把持態様を複数回変更した後に、傾倒把持に変更し、傾倒把持の把持態様を複数回変更した後に、直接把持に変更してもよい。また、例えば、同じ把持態様が所定回数連続する毎に、直接把持及び傾倒把持の中から把持態様をランダムに選択してもよい。
When both direct gripping and tilted gripping can be adopted as the gripping mode of the object 10, the changing unit 435 changes the gripping mode from direct gripping to tilted gripping when changing the gripping mode. Alternatively, the tilted grip may be changed to a direct grip. In this way, by changing the gripping form between direct gripping and tilted gripping, the movements of the finger portion 21 that grips the object 10 and the finger portion 21 change, so that the load is concentrated on the specific finger portion 21. Can be suppressed. Whether or not both direct gripping and tilting gripping are possible is determined by the determination unit 434 based on the object information. Then, every time the same gripping mode is continuously performed a predetermined number of times, the changing unit 435 changes the gripping mode from direct gripping to tilted gripping or from tilted gripping to direct gripping. At this time, the change of the gripping mode in the direct grip and the change of the gripping mode in the tilted grip may be combined. For example, the gripping mode of the direct grip may be changed a plurality of times and then changed to the tilted grip, and the gripping mode of the tilted grip may be changed a plurality of times and then changed to the direct grip. Further, for example, every time the same gripping mode is continuously performed a predetermined number of times, the gripping mode may be randomly selected from direct gripping and tilted gripping.

<ずらし把持制御>
直接把持が行えない状態に対象物10が配置されている場合には、以下で説明するずらし把持を行うことも考えられる。図23及び図24に基づいて、ずらし把持について説明する。なお、両図においては、ハンド機構2は指部21Aと指部21Bの2本を有しているが、更に指部を有していても構わない。これらの指部は、上記説明と同様にそれぞれ同一の構成を有しているが、図3に示すようにハンド機構2を上方から見たときに、各指部21が、ハンド機構2の長手方向の軸を中心とした円周上に、等角度間隔(すなわち180deg間隔)に配置されている。図23及び図24において、直方体形状を有する対象物10が床面上に配置されているが、当該対象物10の横に接触するように非対象物10’が置かれている。また、対象物10の側方(図の前後側)には図示しない障害物が存在するため、その方向には対象物10を移動させることはできないものとする。このような場合、判定部434による判定では、対象物10の直接把持はできないと判断される。なお、当該判断は、対象物情報取得部430によって取得される対象物情報に基づいて行われる。
<Shift grip control>
When the object 10 is arranged in a state where it cannot be directly gripped, it is conceivable to perform the staggered grip described below. The shift grip will be described with reference to FIGS. 23 and 24. In both figures, the hand mechanism 2 has two fingers, a finger portion 21A and a finger portion 21B, but a finger portion may be further provided. These fingers have the same configuration as described above, but as shown in FIG. 3, when the hand mechanism 2 is viewed from above, each finger 21 is a length of the hand mechanism 2. They are arranged at equal angular intervals (that is, 180 deg intervals) on the circumference centered on the axis of direction. In FIGS. 23 and 24, the object 10 having a rectangular parallelepiped shape is arranged on the floor surface, but the non-object 10'is placed so as to be in contact with the side of the object 10. Further, since there is an obstacle (not shown) on the side of the object 10 (front and back side in the figure), it is assumed that the object 10 cannot be moved in that direction. In such a case, it is determined that the object 10 cannot be directly gripped by the determination by the determination unit 434. The determination is made based on the object information acquired by the object information acquisition unit 430.

判定部434により対象物10の直接把持はできないと判断されると、直接把持とは異なるずらし把持が行われる。当該ずらし把持は、対象物10をそれとは異なる物体に押し付けながらずらし上げ、対象物10の位置を変化させることで、対象物10を把持可能な状態にした上で行われる把持の形態である。すなわち、ずらし把持は、上記傾倒把持と同様に対象物10を直接把持できない場合に行われる把持の形態であって、傾倒把持と異なる点は、傾倒把持は対象物10の姿勢を変化させることで把持可能な状態を形成するのに対して、ずらし把持は対象物10の位置を変化させることで把持可能な状態を形成する。当該ずらし把持においても、接触可能面と非露出面とを利用して、第1動作制御部436による第1動作と第2動作制御部437による第2動作が実行されることでずらし把持が実現される。 When the determination unit 434 determines that the object 10 cannot be directly gripped, a shift grip different from the direct grip is performed. The shift gripping is a form of gripping performed after the object 10 is made into a grippable state by shifting the object 10 while pressing it against an object different from the object and changing the position of the object 10. That is, the staggered grip is a form of grip performed when the object 10 cannot be directly gripped like the tilt grip, and the difference from the tilt grip is that the tilt grip changes the posture of the object 10. While a grippable state is formed, the staggered grip forms a grippable state by changing the position of the object 10. Even in the shift grip, the shift grip is realized by executing the first motion by the first motion control unit 436 and the second motion by the second motion control unit 437 using the contactable surface and the non-exposed surface. Will be done.

先ず、対象物10の表面のうちハンド機構2の指部21が接触可能なように露出している表面のうち、対象物10のずらし上げ(図23中白抜き矢印の方向への移動)のために対象物10を非対象物10’に押し付ける動作を可能とする表面として、非対象物10’との接触面とは反対側の、対象物10の側面が接触可能面101として選出される。 First, of the surface of the object 10 exposed so that the finger portion 21 of the hand mechanism 2 can be contacted, the object 10 is moved up (moved in the direction of the white arrow in FIG. 23). Therefore, as a surface that enables the operation of pressing the object 10 against the non-object 10', the side surface of the object 10 opposite to the contact surface with the non-object 10'is selected as the contactable surface 101. ..

また、このように対象物10をずらし上げると、非対象物10’と接触する対象物10の側面であって、ずらし上げ前では指部21の接触が可能であるようには露出していない側面が、接触可能となるように露出することになる。そして、その露出した側面に指部21を接触させるとともに、当該指部と、接触可能面101に接触させている指部とによって図24に示すように対象物10のずらし把持が可能となる。そこで、対象物10の当該露出していない側面が非露出面102として選出される。なお、このとき、非露出面と対となって対象物10のずらし把持を可能とする露出面は、対象物10の側面(接触可能面
101)である。
Further, when the object 10 is moved up in this way, it is the side surface of the object 10 that comes into contact with the non-object 10', and is not exposed so that the finger portion 21 can be touched before the object 10 is moved up. The sides will be exposed so that they can be touched. Then, the finger portion 21 is brought into contact with the exposed side surface, and the object 10 can be gripped by the finger portion in contact with the contactable surface 101 as shown in FIG. 24. Therefore, the unexposed side surface of the object 10 is selected as the unexposed surface 102. At this time, the exposed surface that is paired with the non-exposed surface and enables the object 10 to be shifted and gripped is the side surface (contactable surface 101) of the object 10.

このように接触可能面101と非露出面102とが特定されることで、第1動作として、指部21Aの第1指リンク部211Aが接触可能面101に接触し、対象物10を非対象物10’側に押し付けながら対象物10を図23の白抜き矢印の方向にずらし上げていく。これにより、対象物10の位置が上昇するとともに、非露出面102が、指部21Bの第1指リンク部211Bが接触可能となるように露出された状態となる。図24においては、非露出面102において、ずらし上げ動作によって露出した部分を「1020」で参照している。なお、当該ずらし上げ動作が行われている際に、指部21Bによって非対象物10’が動かないように押さえつけていてもよい。そして、この対象物10のずらし上げ状態は維持される。次に、第2動作として、ずらし上げ状態にある対象物10の非露出面102の露出部分1020に対して、指部21Bの第1指リンク部211Bを接触させる。そして、既に接触可能面101に接触している指部21Aの第1指リンク部211Aとともに、第1指リンク部211Bは、対象物10を挟んでずらし把持を行う。このように、対象物10の配置されている状況の影響を可及的に受けることなく対象物10の把持を実現することができる。そのため、極めて効率的な対象物の把持や、把持後の対象物の移動が可能となる。 By specifying the contactable surface 101 and the non-exposed surface 102 in this way, as the first operation, the first finger link portion 211A of the finger portion 21A comes into contact with the contactable surface 101, and the object 10 is not targeted. The object 10 is moved up in the direction of the white arrow in FIG. 23 while being pressed against the object 10'. As a result, the position of the object 10 rises, and the unexposed surface 102 is exposed so that the first finger link portion 211B of the finger portion 21B can come into contact with the non-exposed surface 102. In FIG. 24, the portion of the non-exposed surface 102 exposed by the shifting operation is referred to by “1020”. It should be noted that the non-object 10'may be pressed by the finger portion 21B so as not to move while the shifting operation is being performed. Then, the shifted state of the object 10 is maintained. Next, as a second operation, the first finger link portion 211B of the finger portion 21B is brought into contact with the exposed portion 1020 of the unexposed surface 102 of the object 10 in the displaced state. Then, together with the first finger link portion 211A of the finger portion 21A that is already in contact with the contactable surface 101, the first finger link portion 211B sandwiches and grips the object 10. In this way, it is possible to realize the gripping of the object 10 without being affected by the situation in which the object 10 is arranged as much as possible. Therefore, it is possible to grip the object extremely efficiently and move the object after gripping.

なお、ずらし把持は、上述した図23及び図24に示した把持対象物を上方にずらし上げる動作を伴う把持形態だけではなく、把持対象物を側方(把持対象物の横方向)にずらす動作を伴う把持形態も含む。例えば、複数の対象物が直接把持が行えない状態で積み重ねられている配置状態において、最上方の把持対象物の露出面が収容容器の底面に概ね平行である場合には、その把持対象物を側方にずらし、そのずらし動作によって露出された把持対象物の一対の側面にハンド機構の指部を接触させることで、ずらし把持を実現してもよい。 It should be noted that the shift gripping is not only a gripping mode accompanied by an operation of shifting the gripping object upward as shown in FIGS. 23 and 24 described above, but also an operation of shifting the gripping object sideways (lateral direction of the gripping object). Also includes a gripping form accompanied by. For example, in an arrangement in which a plurality of objects are stacked so that they cannot be directly gripped, if the exposed surface of the uppermost gripping object is substantially parallel to the bottom surface of the storage container, the gripping object is used. Shift grip may be realized by shifting to the side and bringing the fingers of the hand mechanism into contact with the pair of side surfaces of the gripping object exposed by the shifting operation.

判定部434は、対象物情報取得部430によって取得された対象物情報に含まれる、対象物10の形状や位置に関する情報、並びに、対象物10の周囲の障害物と対象物との相対位置関係等の環境情報に従って、対象物10をずらし把持可能であるか否か判定する。 The determination unit 434 provides information on the shape and position of the object 10 included in the object information acquired by the object information acquisition unit 430, and the relative positional relationship between the obstacle and the object around the object 10. It is determined whether or not the object 10 can be shifted and gripped according to the environmental information such as.

そして、ずらし把持を行う場合には、同じ把持態様でずらし把持を連続して所定回数行う毎に把持態様を変更する。そのときに、第1動作及び第2動作のうちの少なくとも一方を変更する。例えば、図23及び図24において、第1動作において接触可能面101に接触する指部21と、第2動作において非露出面102の露出部分1020に接触する指部21とを、ずらし把持を連続して所定回数行う毎に入れ替える。ここで、第1動作において接触可能面101に接触する指部21と、第2動作において非露出面102の露出部分1020に接触する指部21とでは、動作が異なるため、かかる負荷も異なる。したがって、同じ把持態様でのずらし把持が継続すると、特定の指部21に過剰な負荷がかかる虞がある。これに対して、ずらし把持を連続して所定回数行う毎に対象物10に対する指部21の配置を入れ替えることにより、負荷を分散させることができる。 Then, in the case of performing the shift grip, the grip mode is changed every time the shift grip is continuously performed a predetermined number of times in the same grip mode. At that time, at least one of the first operation and the second operation is changed. For example, in FIGS. 23 and 24, the finger portion 21 that contacts the contactable surface 101 in the first operation and the finger portion 21 that contacts the exposed portion 1020 of the unexposed surface 102 in the second operation are continuously displaced and gripped. And replace it every time it is done a predetermined number of times. Here, since the finger portion 21 that contacts the contactable surface 101 in the first operation and the finger portion 21 that contacts the exposed portion 1020 of the non-exposed surface 102 in the second operation, the applied load is also different. Therefore, if the staggered grip in the same gripping mode is continued, an excessive load may be applied to the specific finger portion 21. On the other hand, the load can be dispersed by changing the arrangement of the finger portions 21 with respect to the object 10 every time the shift grip is continuously performed a predetermined number of times.

また、図3に示すように指部21を4本有する場合において、対象物10のずらし把持時の把持態様が図13で示される状態の場合、ずらし把持を連続して所定回数行う毎に、第1動作で対象物10に接触する指部21(以下、第1動作に係る指部21ともいう。)、及び第2動作で対象物10に初めて接触する指部21(以下、第2動作に係る指部21ともいう。)の少なくとも一方を変更する。変更部435は、第1動作に係る指部21、及び第2動作に係る指部21の組み合わせを、対象物情報取得部430によって取得された対象物情報に基づいて選択する。さらに、変更部435は、選択した指部21の組み合わせで対象物10を把持するように、直接把持制御部433に対して指示する。そして、
同じ把持態様で対象物10を連続して把持した回数が所定回数に達する毎に、指部21の組み合わせを変更するように、変更部435が指部21の組み合わせを再度選択する。変更部435は、再度選択された指部21の組み合わせで対象物10を把持するように、直接把持制御部433に対して指示する。このように、同じ把持態様で対象物10を連続して把持した回数が所定回数に達する毎に第1動作に係る指部21と第2動作に係る指部21との組み合わせを変更部435が変更する。これにより、特定の指部21に負荷がかかることを抑制できる。
Further, in the case of having four finger portions 21 as shown in FIG. 3, when the gripping mode of the object 10 at the time of shifting gripping is in the state shown in FIG. 13, each time the shifting gripping is continuously performed a predetermined number of times, The finger portion 21 that comes into contact with the object 10 in the first movement (hereinafter, also referred to as the finger portion 21 according to the first movement), and the finger portion 21 that first contacts the object 10 in the second movement (hereinafter, the second movement). (Also referred to as finger portion 21) according to the above, at least one of them is changed. The changing unit 435 selects a combination of the finger unit 21 related to the first operation and the finger unit 21 related to the second operation based on the object information acquired by the object information acquisition unit 430. Further, the changing unit 435 directly instructs the gripping control unit 433 to grip the object 10 with the combination of the selected finger units 21. and,
The changing unit 435 reselects the combination of the finger portions 21 so that the combination of the finger portions 21 is changed each time the number of times the object 10 is continuously gripped in the same gripping mode reaches a predetermined number of times. The changing unit 435 directly instructs the gripping control unit 433 to grip the object 10 with the combination of the finger portions 21 selected again. In this way, every time the number of times the object 10 is continuously gripped in the same gripping mode reaches a predetermined number of times, the changing unit 435 changes the combination of the finger portion 21 related to the first movement and the finger portion 21 related to the second movement. change. As a result, it is possible to prevent a load from being applied to the specific finger portion 21.

また、図3に示すように指部21を4本有する場合において、第1動作に係る指部21を2本とし、第2動作に係る指部21を1本とする把持態様が考えられる。他にも、第1動作に係る指部21を1本とし、第2動作に係る指部21を2本とする把持態様や、第1動作に係る指部21を2本とし、第2動作に係る指部21を2本とする把持態様も考えられる。これらの場合であっても、ずらし把持を連続して所定回数行う毎に、第1動作及び第2動作のうちの少なくとも一方を変更する。これにより、特定の指部21に負荷がかかることを抑制できる。 Further, in the case of having four finger portions 21 as shown in FIG. 3, a gripping mode in which two finger portions 21 according to the first operation and one finger portion 21 according to the second operation can be considered. In addition, there is a gripping mode in which the number of finger portions 21 related to the first movement is one and the number of finger portions 21 related to the second movement is two, and the number of finger portions 21 related to the first movement is two and the second movement is performed. A gripping mode in which the number of finger portions 21 according to the above is two is also conceivable. Even in these cases, at least one of the first operation and the second operation is changed every time the shift grip is continuously performed a predetermined number of times. As a result, it is possible to prevent a load from being applied to the specific finger portion 21.

このような把持態様の変更は、特定の指部21にかかる負荷が過剰に大きくならないように行う。例えば、第1動作に係る指部21及び第2動作に係る指部21を予めメモリに記憶していた順に変更してもよく、ランダムに変更してもよい。このときの把持制御は、図22に示した把持制御と同様に行うことができる。その際、S202では、変更部435が、第1動作に係る指部21及び第2動作に係る指部21の組み合わせを新たに選択し、この新たに選択された指部21を用いて対象物10を把持するように第1動作制御部436及び第2動作制御部437に対して指示することで、把持態様が変更される。 Such a change in the gripping mode is performed so that the load applied to the specific finger portion 21 does not become excessively large. For example, the finger portion 21 related to the first movement and the finger portion 21 related to the second movement may be changed in the order stored in the memory in advance, or may be changed randomly. The gripping control at this time can be performed in the same manner as the gripping control shown in FIG. At that time, in S202, the changing unit 435 newly selects a combination of the finger portion 21 related to the first movement and the finger portion 21 related to the second movement, and the object is used by using the newly selected finger portion 21. By instructing the first motion control unit 436 and the second motion control unit 437 to grip the 10, the gripping mode is changed.

このようにして、ずらし把持を実施するときに同じ把持態様が所定回数連続する毎に把持態様を変更するため、特定の指部21に負荷が集中することを抑制できるので、把持システム全体としての寿命を延ばすことができる。 In this way, since the gripping mode is changed every time the same gripping mode is continuously performed a predetermined number of times when the staggered grip is performed, it is possible to suppress the concentration of the load on the specific finger portion 21, and thus the gripping system as a whole. The life can be extended.

なお、対象物10の把持形態としてずらし把持及び傾倒把持のどちらも採用することが可能な場合には、変更部435は、把持態様を変更するときに、把持形態をずらし把持から傾倒把持へ、又は、傾倒把持からずらし把持へ変更してもよい。このように、ずらし把持と傾倒把持とで把持形態を変更することにより、対象物10を把持する指部21や、指部21の動作が変化するため、特定の指部21に集中して負荷がかかることを抑制できる。ずらし把持及び傾倒把持が共に可能であるか否かは、判定部434が対象物情報に基づいて判定する。そして、同じ把持態様が所定回数連続する毎に、変更部435が、把持形態をずらし把持から傾倒把持へ、又は、傾倒把持からずらし把持へ変更する。この際、上記のずらし把持における把持態様の変更や、傾倒把持における把持態様の変更を組み合わせてもよい。例えば、ずらし把持の把持態様を複数回変更した後に、傾倒把持に変更し、傾倒把持の把持態様を複数回変更した後に、ずらし把持に変更してもよい。また、例えば、同じ把持態様が所定回数連続する毎に、ずらし把持及び傾倒把持の中から把持態様をランダムに選択してもよい。なお、対象物10の把持形態として、直接把持、ずらし把持及び傾倒把持の何れも採用することが可能な場合も同様に考えることができる。 When both the shifted grip and the tilted grip can be adopted as the gripped form of the object 10, the changing unit 435 changes the gripped form from the shifted grip to the tilted grip when the gripping mode is changed. Alternatively, the tilted grip may be changed to the shifted grip. In this way, by changing the gripping form between the shifted grip and the tilted grip, the movements of the finger portion 21 that grips the object 10 and the finger portion 21 change, so that the load is concentrated on the specific finger portion 21. Can be suppressed. Whether or not both shift grip and tilt grip are possible is determined by the determination unit 434 based on the object information. Then, every time the same gripping mode is continuously performed a predetermined number of times, the changing unit 435 changes the gripping mode from a shifted grip to a tilted grip or from a tilted grip to a shifted grip. At this time, the change of the gripping mode in the shift grip and the change of the gripping mode in the tilted grip may be combined. For example, the gripping mode of the tilted grip may be changed a plurality of times and then changed to the tilted grip, and the gripping mode of the tilted grip may be changed a plurality of times and then changed to the tilted grip. Further, for example, the gripping mode may be randomly selected from the staggered gripping and the tilted gripping mode every time the same gripping mode is continuously used a predetermined number of times. It should be noted that the case where any of direct gripping, staggered gripping, and tilted gripping can be adopted as the gripping mode of the object 10 can be similarly considered.

<その他の把持態様>
直接把持、傾倒把持、ずらし把持のいずれの把持形態であっても、ハンド機構2の指部21の数は、上記説明における指部21の数に限らない。指部21の数が2本以上であり、指部21がベース部20に等角度間隔で配置されており、全ての指部21が同一構造、同一長さであれば、第1アームリンク部31に対してハンド機構2を該第1アームリンク部31の軸周りに回転させるだけで対象物10に対する指部21の配置を変更することができるため、把持態様の変更が容易になる。また、対象物10を把持する態様も上記説明
における態様に限らない。また、対象物10に対する指部21の配置が同じであっても、指部21にかかる荷重の方向が異なる場合には、異なる把持態様と考えてもよい。また、対象物10に対する指部21の配置が同じであっても、指部21が配置されるまでの各指部21の動作が異なる場合には、異なる把持態様と考えてもよい。
<Other gripping modes>
The number of finger portions 21 of the hand mechanism 2 is not limited to the number of finger portions 21 in the above description regardless of the gripping mode of direct gripping, tilted gripping, or offset gripping. If the number of finger portions 21 is two or more, the finger portions 21 are arranged on the base portion 20 at equal angular intervals, and all the finger portions 21 have the same structure and the same length, the first arm link portion Since the arrangement of the finger portion 21 with respect to the object 10 can be changed only by rotating the hand mechanism 2 with respect to the 31 around the axis of the first arm link portion 31, it becomes easy to change the gripping mode. Further, the mode of gripping the object 10 is not limited to the mode described above. Further, even if the arrangement of the finger portions 21 with respect to the object 10 is the same, if the directions of the loads applied to the finger portions 21 are different, different gripping modes may be considered. Further, even if the arrangement of the finger portions 21 with respect to the object 10 is the same, if the movements of the finger portions 21 until the finger portions 21 are arranged are different, different gripping modes may be considered.

上記説明では、対象物10を把持する指部21の配置を変更することや、対象物10を把持する指部21を入れ替えることによって把持態様を変更しているが、これに代えて、図25及び図26に示すように、対象物10を把持するときの指部21の第1関節部22及び第2関節部23の角度を変更することによって把持態様を変更することもできる。ここで、図25及び図26は、指部21の第1関節部22及び第2関節部23の角度を変更することにより把持態様を変更する前後の状態を示した図である。なお、両図に示したハンド機構2は、図23及び図24に示したハンド機構2と同じ構造である。図25及び図26に示す対象物10は、床面上に単独で置かれ、直方体状の形状を有しており、ハンド機構2が対象物10の直接把持を行う。図25及び図26においては、ハンド機構2は指部21Aと指部21Bの2本を有しているが、更に指部を有していても構わない。 In the above description, the gripping mode is changed by changing the arrangement of the finger portion 21 that grips the object 10 or replacing the finger portion 21 that grips the object 10, but instead of this, FIG. 25 And as shown in FIG. 26, the gripping mode can also be changed by changing the angles of the first joint portion 22 and the second joint portion 23 of the finger portion 21 when gripping the object 10. Here, FIGS. 25 and 26 are views showing a state before and after changing the gripping mode by changing the angles of the first joint portion 22 and the second joint portion 23 of the finger portion 21. The hand mechanism 2 shown in both figures has the same structure as the hand mechanism 2 shown in FIGS. 23 and 24. The object 10 shown in FIGS. 25 and 26 is placed alone on the floor surface and has a rectangular parallelepiped shape, and the hand mechanism 2 directly grips the object 10. In FIGS. 25 and 26, the hand mechanism 2 has two fingers, a finger portion 21A and a finger portion 21B, but may further have a finger portion.

図25及び図26に示すハンド機構2は同じ対象物10を把持しているが、指部21の第1関節部22及び第2関節部23の角度が異なる。すなわち、第1関節部22が屈曲する角度及び第2関節部23が伸展する角度は、図26に示す把持態様の場合よりも図25に示す把持態様の場合のほうが大きい。このように、第1関節部22及び第2関節部23の角度を変更しても対象物10の把持は可能である。例えば、図25に示す把持態様で対象物10を連続して把持した回数が所定回数以上になると、図26に示す把持態様に変更して対象物10を把持する。同様に、図26に示す把持態様で対象物10を連続して把持した回数が所定回数以上になると、図25に示す把持態様に変更して対象物10を把持する。このようにして、同じ把持態様で対象物10を連続して所定回数以上把持する毎に、指部21の第1関節部22及び第2関節部23の角度を変更することができる。 The hand mechanism 2 shown in FIGS. 25 and 26 grips the same object 10, but the angles of the first joint portion 22 and the second joint portion 23 of the finger portion 21 are different. That is, the angle at which the first joint portion 22 bends and the angle at which the second joint portion 23 extends are larger in the gripping mode shown in FIG. 25 than in the gripping mode shown in FIG. 26. In this way, the object 10 can be gripped even if the angles of the first joint portion 22 and the second joint portion 23 are changed. For example, when the number of times the object 10 is continuously gripped in the gripping mode shown in FIG. 25 becomes a predetermined number of times or more, the gripping mode shown in FIG. 26 is changed to grip the object 10. Similarly, when the number of times the object 10 is continuously gripped in the gripping mode shown in FIG. 26 becomes a predetermined number of times or more, the gripping mode shown in FIG. 25 is changed to grip the object 10. In this way, the angles of the first joint portion 22 and the second joint portion 23 of the finger portion 21 can be changed each time the object 10 is continuously gripped a predetermined number of times or more in the same gripping mode.

第1関節部22及び第2関節部23の角度を変更することにより把持態様を変更する場合であっても、図18に示した把持制御を適用することができる。ただし、S102では、変更部435が第1関節部22及び第2関節部23の角度の組み合わせを新たに選択する。この新たに選択された第1関節部22及び第2関節部23の角度で対象物10を把持するように、変更部435が直接把持制御部433に対して指示することで把持態様が変更される。対象物10を把持する際の第1関節部22及び第2関節部23の角度の組み合わせは、図25及び図26に示したような2つに限らず、3つ以上であってもよい。また、第1関節部22及び第2関節部23の角度は、段階的に変化させてもよく、無段階に変化させてもよい。角度の組み合わせは、予めメモリに記憶させておいた順番に従って選択してもよく、ランダムに選択してもよい。また、上記説明では、直接把持の場合について説明したが、傾倒把持の場合であっても、第1動作又は第2動作時の各関節部の角度を変更することにより把持態様を変更することができる。 Even when the gripping mode is changed by changing the angles of the first joint portion 22 and the second joint portion 23, the gripping control shown in FIG. 18 can be applied. However, in S102, the changing portion 435 newly selects a combination of angles of the first joint portion 22 and the second joint portion 23. The gripping mode is changed by instructing the changing unit 435 directly to the gripping control unit 433 so that the object 10 is gripped at the angles of the newly selected first joint portion 22 and the second joint portion 23. To. The combination of the angles of the first joint portion 22 and the second joint portion 23 when gripping the object 10 is not limited to two as shown in FIGS. 25 and 26, and may be three or more. Further, the angles of the first joint portion 22 and the second joint portion 23 may be changed stepwise or steplessly. The combination of angles may be selected according to the order stored in the memory in advance, or may be randomly selected. Further, in the above description, the case of direct gripping has been described, but even in the case of tilted gripping, the gripping mode can be changed by changing the angle of each joint portion during the first movement or the second movement. can.

このように、所定回数毎に指部21の第1関節部22及び第2関節部23の角度を変更して対象物10を把持することにより、第1関節部22及び第2関節部23にかかる力の方向を変化させたり、各歯車の使用範囲を変化させたりすることができるため、一部の部材の特定の箇所に負荷が集中することを抑制できる。したがって、一部の部材の寿命が過度に短くなることを抑制できるため、把持システム全体としての寿命を延ばすことができる。 In this way, by changing the angles of the first joint portion 22 and the second joint portion 23 of the finger portion 21 every predetermined number of times to grip the object 10, the first joint portion 22 and the second joint portion 23 can be gripped. Since the direction of the applied force can be changed and the range of use of each gear can be changed, it is possible to suppress the concentration of the load on a specific portion of some members. Therefore, it is possible to prevent the life of some members from being excessively shortened, and thus it is possible to extend the life of the gripping system as a whole.

1・・・ロボットアーム、2・・・ハンド機構、20・・・ベース部、21・・・指部、43・・・ハンド制御装置 1 ... Robot arm, 2 ... Hand mechanism, 20 ... Base part, 21 ... Finger part, 43 ... Hand control device

Claims (6)

複数の指部を有するハンド機構によって対象物を把持する把持システムであって、
前記ハンド機構が同一の把持態様で前記対象物を所定回数以上把持した場合には、前記ハンド機構の把持態様を前記同一の把持態様とは異なる把持態様に変更して前記対象物を把持する制御装置を備え、
前記制御装置は、前記複数の指部のうち前記対象物を把持する指部と前記対象物を把持しない指部とが存在する場合には、前記対象物を把持する指部の少なくとも一部と、前記対象物を把持しない指部とを入れ替えることにより、前記対象物の把持態様を変更する、
持システム。
A gripping system that grips an object by a hand mechanism having multiple fingers.
When the hand mechanism grips the object more than a predetermined number of times in the same gripping mode, the control for gripping the object by changing the gripping mode of the hand mechanism to a gripping mode different from the same gripping mode. Equipped with equipment
When the control device includes a finger portion that grips the object and a finger portion that does not grip the object among the plurality of finger portions, the control device includes at least a part of the finger portion that grips the object. By replacing the finger portion that does not grip the object, the gripping mode of the object is changed.
Gripping system.
前記制御装置は、前記複数の指部の前記対象物に対する配置を変更することにより、前記対象物の把持態様を変更する、
請求項に記載の把持システム。
The control device changes the gripping mode of the object by changing the arrangement of the plurality of fingers with respect to the object.
The gripping system according to claim 1 .
複数の指部を有するハンド機構によって対象物を把持する把持システムであって、
前記ハンド機構が同一の把持態様で前記対象物を所定回数以上把持した場合には、前記ハンド機構の把持態様を前記同一の把持態様とは異なる把持態様に変更して前記対象物を把持する制御装置を備え、
前記複数の指部は夫々関節部を備え、
前記制御装置は、前記対象物を把持した状態での前記関節部の角度を変更することにより、前記対象物の把持態様を変更する、
持システム。
A gripping system that grips an object by a hand mechanism having multiple fingers.
When the hand mechanism grips the object more than a predetermined number of times in the same gripping mode, the control for gripping the object by changing the gripping mode of the hand mechanism to a gripping mode different from the same gripping mode. Equipped with equipment
The plurality of fingers each have a joint and
The control device changes the gripping mode of the object by changing the angle of the joint portion in a state where the object is gripped.
Gripping system.
前記制御装置は、前記対象物を把持しない指部で前記対象物を傾倒させた後、前記対象物を把持する、
請求項1から3の何れか1項に記載の把持システム。
The control device tilts the object with a finger portion that does not grip the object, and then grips the object.
The gripping system according to any one of claims 1 to 3 .
前記複数の指部が周方向に等角度間隔で配置されるベース部を更に備え、
前記複数の指部が何れも同一構造である、
請求項1からの何れか1項に記載の把持システム。
Further provided with a base portion in which the plurality of finger portions are arranged at equal intervals in the circumferential direction.
The plurality of fingers all have the same structure.
The gripping system according to any one of claims 1 to 4 .
前記複数の指部の全ての長さが同一である、
請求項に記載の把持システム。
All the lengths of the plurality of fingers are the same,
The gripping system according to claim 5 .
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