JP7188574B2 - 吸着パッド、および変形計測装置 - Google Patents

Description

本発明は、吸着パッド、および変形計測装置に関する。

従来技術として、複数のアーム部材から構成されるロボットアームを備える作業用ロボ
ットが知られている。例えば、特許文献１には、被搬送物を搬送する搬送ロボットに用いられ、被搬送物を保持するロボットハンド（ロボットアーム）において、ハンド本体と、ハンド本体に設けられ、弾性力によって軸心方向へ伸縮可能であって、真空圧を利用して被搬送物を吸着する複数のベローズ型吸着パッドと、吸着状態における各ベローズ型吸着パッドの軸長を測定する軸長センサー、とを備えるロボットハンドが開示されている。

日本国公開特許公報「特開２０１１－１０７０１１号」

上述のような従来技術では、ロボットハンドの軸長センサーは被搬送物を検知しており、吸着パッドの変形量は検知しておらず、吸着パッドが被搬送物に吸着しているか否かを精度よく判定することができない可能性がある。また、吸着パッドの変形量の変化によって、ロボットハンドの動きを制御しようとすると、特許文献１に開示されている吸着パッドでは変形量を計測することができない可能性がある。

本発明は、一側面では、このような実情を鑑みてなされたものであり、その目的は、変形量が計測可能な吸着パッドを提供することである。

本発明は、上述した課題を解決するために、以下の構成を採用する。

すなわち、本開示の一側面に係る吸着パッドは負圧により対象物を吸着する吸着パッドであって、支持体に対して固定される固定部と、前記負圧によって変形する可変部とを備え、前記可変部における、変形に応じて前記固定部に対する位置が変化する互いに離間した複数の箇所に、光学的に識別可能な模様が形成され、前記複数の箇所に渡って連続している模様である、または、前記複数の箇所のそれぞれに形成された複数の模様である。

前記構成により、吸着パッドの変形量として、吸着パッドの押込量と傾きを計測することができ、吸着パッドと対象物とが接触しているか否かを精度よく検出することができる。

前記一側面に係る吸着パッドにおいて、前記模様は、格子状の模様であってもよい。

前記構成により、吸着パッドの変形量をより詳細に計測することができ、吸着パッドと対象物とが接触しているか否かをより精度よく検出することができる。

前記一側面に係る吸着パッドにおいて、１つの視点から視認可能な、前記可変部における前記複数の箇所に、マーカーが形成されていてもよい。

前記構成により、吸着パッドの変形量をより正確に計測することができ、吸着パッドと対象物とが接触しているか否かを精度よく検出することができる。

前記一側面に係る吸着パッドにおいて、前記吸着パッドの側方から見たときに、前記可変部における互いに離間した少なくとも３つの箇所に、マーカーが形成されていてもよい。

前記構成により、吸着パッドの変形量として、吸着パッドの押込量に加えて、吸着パッドの２方向の傾きを計測することができ、吸着パッドと対象物とが接触しているか否かを精度よく検出することができる。

前記一側面に係る吸着パッドにおいて、前記模様は、前記可変部における、前記対象物と接触する部位に隣接して形成されていてもよい。

前記構成によると、吸着パッドの変形量が大きくなる、吸着パッドと対象物との接触部の近くに模様が形成されているので、変形量が検出されて易い。

前記一側面に係る吸着パッドにおいて、前記可変部はベローズ形状であってもよい。

前記構成によると、吸着パッドの変形量が検出され易くなり、吸着パッドが備えられる変形計測装置の計測精度が向上する。

前記一側面に係る吸着パッドにおいて、前記模様は、再帰性反射材で形成されていてもよい。

前記構成によると、吸着パッドの変形量が検出され易くなり、吸着パッドが備えられる変形計測装置の計測精度が向上する。

また、本開示の一側面に係る変形計測装置は、前記吸着パッドと、前記可変部を撮像した画像データを取得する画像取得部と、前記画像データに含まれる前記模様から、前記可変部における前記複数の箇所に対応する前記画像データにおける複数の特徴点を特定する特徴点特定部と、前記複数の特徴点から、前記可変部における前記複数の箇所の変形量を特定する変形量特定部とを備える。

前記構成により、吸着パッドの変形量を特定することによって、吸着パッドが対象物に吸着しているか否かを精度よく判定することができる。

前記一側面に係る変形計測装置は、前記吸着パッドの側方に配置され、前記可変部を撮像する撮像装置を備えてもよい。

前記構成により、吸着パッドの可変部を撮像して得られた画像データから特徴点を特定し、可変部の変形量を特定することができる。

本発明の一態様によれば、変形量が計測可能な吸着パッドを提供することができる。

本実施形態に係る吸着パッドの外観構成の一例を示す図である。（ａ）は側面図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は側面図である。 本実施形態に係る吸着パッドの変形量の一例を示す図である。 本実施形態に係る吸着パッドの外観構成の一例を示す図である。 本実施形態に係る吸着パッドの変形量特定の一例を示す図である。 （ａ）本実施形態に係る変形計測装置の構成の一例を示す図である。（ｂ）本実施形態に係る変形計測装置の構成の一例を示す部分拡大図である。 本実施形態に係る変形計測装置の概略構成の一例を示すブロック図である。 （ａ）本実施形態に係る変形計測装置の特徴点特定部に入力される画像データの一例を示す図である。（ｂ）本実施形態に係る変形計測装置の特徴点特定部における処理の一例を示す図である。（ｃ）本実施形態に係る変形計測装置の特徴点特定部から出力される座標値の一例を示す図である。 本実施形態に係る移動吸着装置のハードウェア構成の一例を示す模式図である。 本実施形態に係る変形計測装置のキャリブレーション処理の流れの一例を示すフローチャートである。 本実施形態に係る変形計測装置の処理の流れの一例を示す模式図である。 本実施形態に係る変形計測装置の処理の流れの一例を示すフローチャートである。 本実施形態に係る吸着パッドの姿勢制御を説明する図である。 本発明の一実施形態における変形計測装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の他の実施形態における変形計測装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の更に他の実施形態における変形計測装置の動作を示すフローチャートである。 （ａ）本実施形態に係る変形計測装置の変形例１の構成の一例を示す部分拡大図である。（ｂ）本実施形態に係る変形計測装置の変形例２の構成の一例を示す部分拡大図である。 本実施形態に係る変形計測装置の変形例３の概略構成の一例を示すブロック図である。 本実施形態に係る変形計測装置の変形例３の処理の流れの一例を示すフローチャートである。

本発明の一側面に係る実施の形態（以下、「本実施形態」とも表記する）を、図面に基づいて説明する。

§１ 適用例
図１は、本実施形態に係る吸着パッド１１２の構成例を示す図である。図２は、本実施形態に係る吸着パッド１１２の変形量を説明するための模式図である。図１および図２を用いて、本発明が適用される場面の一例について説明する。吸着パッド１１２は、対象物を目的の位置まで搬送する移動ロボットのアームの先端に取り付けることができる。

図１に示されるとおり、吸着パッド１１２は、負圧により対象物を吸着する吸着パッドであって、支持体に対して固定される固定部１１７と、負圧によって変形する可変部１１８とを備える。また、可変部１１８における、変形に応じて固定部１１７に対する位置が変化する互いに離間した複数の箇所に、光学的に識別可能な模様が形成されている。模様は、複数の箇所に渡って連続している模様である。または、模様は、前記複数の箇所のそれぞれに形成された複数の模様である。模様の例として、単位形状が複数並べられることによって形成される模様等が挙げられる。単位形状として、格子、点、直線、曲線、円、種々の多角形、およびそれらの組み合わせ等が挙げられる。複数の単位形状の間隔は、等間隔であっても、非等間隔であってもよい。吸着パッド１１２は、負圧によって変形して対象物に吸着して対象物を把持できる構造であれば、特に限定されない。

光学的に識別可能な模様が吸着パッド１１２の可変部に形成されることによって、吸着パッド１１２の三次元の変形を計測することができる。また、光学的に識別可能な模様が、変形に応じて固定部１１７に対する位置が変化する互いに離間した複数の箇所（以下、「可変部１１８の複数の箇所」と略記する）に形成されていることによって、吸着パッド１１２の変形量を検出することができる。そして、吸着パッド１１２の変形量から、吸着パッド１１２と対象物とが接触しているか否かを精度よく検出することができる。また、吸着パッド１１２の形状および素材に依存せず、吸着パッド１１２の変形量を測定することができる。

（吸着パッド１１２の変形量の定義）
図２を用いて、吸着パッド１１２の変形量の定義を説明する。

まず、図２の（ａ）を用いて、吸着パッド１１２の変形量の定義１を説明する。

図２の（ａ）に示されるとおり、吸着パッド１１２は、略円錐形の形状を有しており、下面（吸着面）が開放された略円錐形の形状となっている。ここで、変形していない吸着パッドの吸着面に平行な互いに直交する２方向にＸ軸、Ｙ軸を取り、変形していない吸着パッドの吸着面の法線方向にＺ軸を取る。吸着パッド１１２の変形量の定義１では、吸着パッド１１２の傾きをＸ軸周りの回転量ＭｘおよびＹ軸周りの回転量Ｍｙで表す。定義１では、Ｍｘ、Ｍｙ、およびＺ軸方向の押込量Ｚで吸着パッド１１２の変形量を表す。

次に、図２の（ｂ）を用いて、吸着パッド１１２の変形量の定義２を説明する。

吸着パッド１１２の変形していない吸着パッドの吸着面の中心と変形時の吸着面の中心を結ぶベクトルをＰとする。また、変形時の吸着パッド１１２の単位法線ベクトルをＮとする。定義２では、ベクトルＮのＸ軸への射影をｅｘ、ベクトルＮのＹ軸への射影をｅｙ、ベクトルＰのＺ軸への射影をｅｚとする。換言すれば、定義２では、ベクトルＮのＸ軸成分をｅｘ、ベクトルＮのＹ軸成分をｅｙ、ベクトルＰのＺ軸成分をｅｚとする。定義２では、吸着パッド１１２の変形量を｛ｅｘ、ｅｙ、ｅｚ｝で表す。

吸着パッド１１２の変形量については、定義１と定義２で等価な情報量が得られる。
§２ 構成例
＜吸着パッド＞
図１は、本実施形態に係る吸着パッド１１２の構成の一例を示す図である。図３は、本実施形態に係る吸着パッドの構成の一例を示す図である。図４は、本実施形態に係る吸着パッドの変形量特定の一例を示す図である。以下、本発明の実施形態に係る吸着パッド１１２の構成について、図１、３および４に基づいて詳細に説明する。

図１の例では、吸着パッド１１２は、固定部１１７と、可変部１１８とを備える。

図１の（ａ）は吸着パッド１１２の側面図、図１の（ｂ）は図１の（ａ）の吸着パッド１１２の上面図の一例である。図１の（ａ）および（ｂ）の例では、吸着パッド１１２の可変部１１８に格子状の模様１５１が形成されている。可変部１１８に格子状の模様１５１が形成されていることにより、吸着パッド１１２の変形量を精度よく計測することができ、吸着パッド１１２と対象物との接触を精度よく検出することができる。格子状の模様１５１は、再帰性反射材によって形成される模様であってもよく、有色の模様であってもよい。吸着パッド１１２の変形量を精度よく計測することができる点で、格子状の模様１５１は、再帰性反射材によって形成されている模様であることが望ましい。

図１の（ｃ）は他の吸着パッド１１２の側面図の一例である。図１の（ｃ）の例では、吸着パッド１１２の可変部１１８に円状の模様１５２が形成されているが、当該模様の形状は、模様が形成された箇所の変位を視認可能であれば、特に限定されるものではない。模様の形状の例として、円状、四角状、星状および十字状等が挙げられる。当該模様は、再帰性反射材によって形成される模様であってもよく、有色の模様で合ってもよい。吸着パッド１１２の変形量を精度よく計測することができる点で、再帰性反射材によって形成される模様であることが望ましい。

また、図１の（ｃ）の例では、カメラ等の１つの視点から視認可能な、可変部１１８における３つの箇所に、マーカー（模様）１５２が付されている。すなわち、吸着パッド１１２の側方から見たときに、可変部１１８における互いに離間した３つの箇所に、マーカー（模様）１５２が付されている。吸着パッド１１２の側方とは、吸着パッド１１２の吸着面に垂直な軸に対して垂直な方向を示す。１つの視点から視認可能な、可変部１１８の複数の箇所にマーカーが形成されていることにより、吸着パッド１１２の変形前後の状態を画像等で取得し、取得データを基に吸着パッド１１２の変形量を計算することができる。また、吸着パッド１１２の側方から見たときに、可変部１１８における互いに離間した３つの箇所に、マーカーが形成されていることによって、１つのカメラで取得した画像から、図２の（ａ）に示す押込量Ｚ、２方向における傾きを示す２つの回転量（傾き量）ＭｘおよびＭｙを計測することができる。

図１の（ｄ）は他の吸着パッド１１２の側面図の一例である。図１の（ｄ）の例では、吸着パッド１１２の可変部１１８はベローズ形状である。可変部１１８がベローズ形状であると、吸着パッド１１２の先端部（吸着面側）の変形量が大きくなる。それゆえ、吸着パッド１１２と対象物とが接触しているか否かをより精度よく検出することができる。

また、吸着面に近い可変部１１８の部分等の可変部１１８の変位が大きい箇所に模様を付すと、変形量が検出され易くなる。それゆえ、可変部１１８の模様は、可変部１１８と対象物とが接触する部位に隣接して形成されることが望ましい。

図３の（ａ）は他の吸着パッド１１２の側面図の一例である。図３の（ａ）の例では、カメラ等の１つの視点から視認可能な、可変部１１８における１つの箇所に円状の模様１５２が形成されている。カメラ等の１つの視点から視認可能な、可変部１１８における１つの箇所に模様が形成されていることによって、図２の（ａ）に示す押込量Ｚを計測することができる。

図３の（ｂ）は他の吸着パッド１１２の側面図の一例である。図３の（ｂ）の例では、カメラ等の１つの視点から視認可能な、可変部１１８における２つの箇所に円状の模様１５２が形成されている。例えば、２つの模様１５２は、それぞれ可変部１１８の中心に対して両側に形成されている。カメラ等の１つの視点から視認可能な、可変部１１８における２つの箇所に模様が形成されていることによって、図２の（ａ）に示す押込量Ｚ、および傾きを示す回転量（傾き量）ＭｘまたはＭｙの一方を計測することができる。

図３の（ｃ）は他の吸着パッド１１２の側面図の一例である。図３の（ｃ）の例では、カメラ等の１つの視点から視認可能な可変部１１８に格子状の模様１５１が形成されている。カメラ等の１つの視点から視認可能な可変部１１８に格子状の模様１５１が形成されていることによって、図２の（ａ）に示す押込量Ｚ、２方向における傾きを示す２つの回転量（傾き量）ＭｘおよびＭｙを計測することができる。したがって、吸着パッドと対象物とが接触しているか否かを精度よく検出することができる。

図３の（ｄ）は他の吸着パッド１１２の側面図の一例である。図３の（ｄ）の例では、カメラ等の１つの視点から視認可能な、可変部１１８における３つの箇所に円状の模様１５２が形成されている。例えば、３つの模様１５２は、それぞれ可変部１１８の中心と、可変部１１８の中心に対して両側との３箇所に形成されている。カメラ等の１つの視点から視認可能な、可変部１１８における３つの箇所に模様が形成されていることによって、図２の（ａ）に示す押込量Ｚ、２方向における傾きを示す２つの回転量（傾き量）ＭｘおよびＭｙを計測することができる。したがって、吸着パッドと対象物とが接触しているか否かを精度よく検出することができる。

図４は、図３の（ｄ）の吸着パッド１１２の変形量特定の一例である。図４中、ｄｌは円状の模様１５３の中心位置の移動量（移動距離）を示す。ｄｃは円状の模様１５４の中心位置の移動量（移動距離）を示す。ｄｒは円状の模様１５５の中心位置の移動量（移動距離）を示す。

図４の（ａ）は、変形していない吸着パッド１１２の正面図の一例である。図４の（ｂ）は、図４の（ａ）の吸着パッド１１２をＡ方向から見た側面図の一例である。図４の（ａ）に示す吸着パッド１１２において、左右の模様１５３、１５５は、中央の模様１５４に対して対称な箇所に形成されている。

図４の（ｃ）は、変形量の１つである押込量の特定の一例である。図４の（ｃ）は、Ｚ軸方向に押し込まれた吸着パッド１１２の正面図の一例である。図４の（ｄ）は、図４の（ｃ）の吸着パッド１１２をＡ方向から見た側面図の一例である。図４の（ｃ）および（ｄ）の例では、押込量は以下の式（１）によって特定することができる。

押込量＝（ｄｌ＋ｄｒ）／２・・・（１）
図４の（ｅ）は、変形量の１つである傾きを示す回転量（傾き量）の特定の一例である。図４の（ｅ）は、カメラ等の１つの視点から見て横方向の傾きが生じた吸着パッド１１２の正面図の一例である。図４の（ｆ）は、図４の（ｅ）の吸着パッド１１２をＡ方向から見た側面図の一例である。図４の（ｅ）および（ｆ）の例では、傾き量は以下の式（２）によって特定することができる。

傾き量＝Ｗ１×（ｄｌ－ｄｒ）／２・・・（２）
式（２）中、Ｗ１は後述するキャリブレーションによって決定される定数である。

図４の（ｇ）は、変形量の１つである傾きを示す回転量（傾き量）の特定の一例である。図４の（ｇ）は、カメラ等の１つの視点から奥行き方向に向かって傾きが生じた吸着パッド１１２の正面図の一例である。図４の（ｈ）は、図４の（ｇ）の吸着パッド１１２をＡ方向から見た側面図の一例である。図４の（ｇ）および（ｈ）の例では、傾き量は以下の式（３）によって特定することができる。

傾き量＝Ｗ２×（ｄｃ－（ｄｌ＋ｄｒ）／２）・・・（３）
式（３）中、Ｗ２は後述するキャリブレーションによって決定される定数である。

＜変形計測装置＞
図５の（ａ）は、本実施形態に係る変形計測装置１の構成の一例を示す図である。図５の（ｂ）は、図５の（ａ）の変形計測装置１の部分拡大図の一例である。図６は本実施形態に係る変形計測装置１の概略構成の一例を示すブロック図である。図７の（ａ）は本実施形態に係る変形計測装置１の特徴点特定部１２３に入力される画像データの一例を示す図である。図７の（ｂ）は本実施形態に係る変形計測装置１の特徴点特定部１２３における処理の一例を示す図である。図７の（ｃ）は本実施形態に係る変形計測装置１の特徴点特定部１２３から出力される座標値の一例を示す図である。次に、本発明の実施形態に係る変形計測装置１の構成について、図５～７に基づいて詳細に説明する。

図５の（ａ）の例では、変形計測装置１は、ロボットアーム１１および真空ポンプ（図示せず）を備える。ロボットアーム１１は、吸着パッド１１２と、撮像装置１２１と、吸着パッド１１２を固定する支持体１２６と、マニピュレータ部１１１と、を備える。支持体１２６は、マニピュレータ部１１１の手先に設けられた、エンドエフェクタが取り付けられる部分である。吸着パッド１１２の固定部１１７は支持体１２６に対して固定されている。図５の（ｂ）の例では、撮像装置１２１は、吸着パッド１１２の側方に配置されるように支持体１２６に固定され、吸着パッド１１２の可変部１１８を撮像する。撮像装置１２１を備えることによって、吸着パッド１１２の可変部１１８の変形前後の状態を画像等で取得し、取得データを基に吸着パッド１１２の変形量を計算することができる。

図６の例では、変形計測装置１は、吸着パッド１１２と、撮像装置１２１と、マニピュレータ部１１１、画像処理部１１９と、マニピュレータ制御部１３と、を備える。また、画像処理部１１９は、画像取得部１２０と、特徴点特定部１２３と、変形量特定部１２４とを備える。

撮像装置１２１は、吸着パッド１１２の可変部１１８を撮像する。画像データは、モノクロ画像データであっても、カラー画像データであってもよい。図７の（ａ）の例は、撮像装置１２１によって撮像された画像データが示す画像であり、吸着パッド１１２と対象物６１が撮像されている。

画像取得部１２０は、撮像装置１２１で撮像された画像データを取得する。そして、当該画像データを特徴点特定部１２３に入力する。

特徴点特定部１２３は、画像取得部１２０から入力された画像データに含まれる可変部１１８の特徴点を特定する。図７の（ｂ）の例は、特徴点特定部１２３において、入力された図７の（ａ）の画像データに含まれる可変部１１８に形成された模様から、可変部１１８の複数の箇所に対応する画像データにおける特徴点１～６を特定する。そして、各特徴点の画像座標系における座標値を変形量特定部１２４に出力する。図７の（ｃ）の例は、特徴点特定部１２３から出力された特徴点１～６の座標値である。特徴点特定部１２３は、変形しない固定部１１７の座標（複数の座標）も基準座標として特定する。基準座標に対する特徴点の座標から、特徴点の変位を得ることができる。

変形量特定部１２４は、特徴点特定部１２３から出力された特徴点（座標値）および固定部１１７の座標から、可変部１１８の複数の箇所の変形量（ひいては吸着パッドの変形量）を特定する。この、入力された特徴点に対して変形量を特定（予測）し出力する関数を吸着パッド変形量の予測モデルと言う。予測モデルは吸着パッド１１２の機構や素材等の先見情報を用いたホワイトボックスモデルでもよいし、ニューラルネットワーク等の非線形な入出力系を近似可能なブラックボックスモデルでもよい。

また、吸着パッド変形量の予測モデルから精度良く変形量を特定するために、予測モデルのパラメータ調整（キャリブレーション）を行ってもよい。キャリブレーションによって得られたパラメータをキャリブレーションパラメータと言う。当該キャリブレーションは、変形計測装置のキャリブレーションとも呼ばれる。キャリブレーション処理の方法については後述する。

マニピュレータ制御部１３は、変形量特定部１２４で特定された変形量を基に、マニピュレータ部１１１の動作を決定する。そして、決定したマニピュレータ部１１１の動作をマニピュレータ部１１１に指示する。

マニピュレータ部１１１は、マニピュレータ制御部１３からの指示に基づき、ロボットアーム１１における吸着パッド１１２と共に駆動する。

＜移動吸着装置＞
次に、図８の（ａ）および（ｂ）を用いて、本実施形態に係る変形計測装置を備えた移動吸着装置１００のハードウェア構成の一例について説明する。

図８は、本実施形態に係る移動吸着装置１００の構成の一例を模式的に例示するブロック図である。図８の例では、本実施形態に係る移動吸着装置１００は、変形計測装置１と、搬送部２と、バッテリー３とを備えている。変形計測装置１は、ロボットアーム１１と、真空ポンプ１２と、動作制御部（マニピュレータ制御部）１３とを備えている。ロボットアーム１１は、マニピュレータ部１１１と、吸着パッド１１２と、変形情報取得部１１３と動作制御部１３を備えている。

（変形情報取得部）
変形情報取得部１１３は、吸着パッド１１２の変形の情報を取得する。例えば、変形情報取得部１１３は、歪みセンサー１１４から吸着パッド１１２の歪みを示すデータを取得する。変形情報取得部１１３は、歪みを示すデータから、吸着パッド１１２の変形量を特定する。変形量の具体例については後述する。

または、変形情報取得部１１３は、変形の情報として、歪みセンサー１１４から、変形量、変形速度、または変形加速度の情報を取得してもよい。この場合、歪みセンサー１１４が、変形量、変形速度、または変形加速度を求める処理を行う。

変形情報取得部１１３は、複数の歪みセンサーから、吸着パッド１１２における複数箇所の変形に関する情報を取得してもよい。ただし、本実施形態では、変形情報取得部１１３は、吸着パッド１１２の変形の情報を取得できれば特に限定されない。本実施形態では、変形情報取得部１１３は、例えば、吸着パッド１１２に配置または内蔵された１つ以上のセンサーから変形の情報を取得してもよい。吸着パッド１１２にセンサーが配置または内蔵されていることにより、吸着パッド１１２の変形を好適に検知することができる。吸着パッド１１２にセンサーを内蔵する場合、歪みセンサー１１４が配置されている吸着パッド１１２の箇所に対応する吸着パッド１１２の内部にセンサーを内蔵することができる。吸着パッド１１２に内蔵されるセンサーとしては、例えば、歪みゲージ式センサー、ならびに、カーボンナノチューブおよびカーボン樹脂などの導体素材を含有するゴムまたは樹脂によって構成されている感圧導電性センサーなどが挙げられる。

一例として、変形情報取得部１１３は、歪みセンサー１１４の代わりに、１つ以上の光変位計（レーザ変位計などの距離センサー）または形状計測センサーから変形の情報を取得してもよい。例えば、光変位計または形状計測センサーは、歪みセンサー１１４と同様に吸着パッド１１２に１つ以上配置される。また、光変位計または形状計測センサーは、吸着パッド１１２で反射した光を検知して吸着パッド１１２の変位量を計測することによって、吸着パッド１１２の変形を好適に検知（形状変化を計測）することができる。特に、２次元形状計測センサーは、吸着パッド１１２に１つ配置されている場合においても、吸着パッド１１２における複数箇所の変形を検知することができる。光変位計としては、例えば、ローコストの単距離変位センサーなどが挙げられる。形状計測センサーとしては、例えば、スマートセンサーである２次元形状計測センサーなどが挙げられる。

別の一例として、変形情報取得部１１３は、歪みセンサー１１４の代わりに、近接センサーを含んでいてもよい。例えば、変形情報取得部１１３が近接センサーを含む場合、近接センサーは、歪みセンサー１１４と同様に吸着パッド１１２に１つ以上配置される。また、近接センサーは、近接センサーと吸着パッド１１２との間の距離の変位量を計測することによって、吸着パッド１１２の変形を好適に検知（形状変化を計測）することができる。近接センサーとしては、例えば、超音波センサー、誘導形近接センサー、静電容量形近接センサーおよび光学式近接センサーなどが挙げられる。

変形情報取得部１１３は、吸着パッド１１２の変形量、変形速度、または変形加速度などの変形データをマニピュレータ制御部１３および負圧制御部２１に出力する。

（異常判定部）
異常判定部１１５は、吸着パッド１１２が対象物を吸着（吸引）するのを止め、対象物を離してから、所定期間後の吸着パッド１１２の変形量が所定量以上であれば、対象物が吸着パッド１１２に張りついていると判定してもよい。換言すれば、異常判定部１１５は、吸着パッド１１２と対象物との間の空間が真空状態でなくなってから（真空破壊をしてから）所定期間後の吸着パッド１１２の変形量が所定量以上であれば、対象物が吸着パッド１１２に張りついていると判定してもよい。

この場合、異常判定部１１５は、アラートを発したり、吸着パッド１１２に対象物を落とす動作（プレース動作）をさせたりすることができる。これにより、真空破壊後に対象物が吸着パッド１１２に張りついたまま離れないことによるプレースの失敗を防止することができる。

〔真空ポンプ〕
真空ポンプ１２は、駆動量に応じた負圧を発生させ、吸着パッド１１２に当該負圧を提供する。ここでは、移動吸着装置１００における変形計測装置１が真空ポンプ１２を備えている例について説明している。ただし、本実施形態では、移動吸着装置１００における変形計測装置１は真空ポンプ１２を備えておらず、例えば、変形計測装置１および移動吸着装置１００の外部に真空ポンプ１２があってもよい。これによっても、負圧制御部２１が真空ポンプ１２の駆動量を制御することによって、上述の例と同様の効果を奏することができる。

〔動作制御部〕
動作制御部１３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）またはＲＯＭ（Read Only Memory）などを含み、情報処理に応じて制御を行う。また、マニピュレータ制御部１３は、負圧制御部２１から出力されたマニピュレータ制御信号に基づき、ロボットアーム１１におけるマニピュレータ部１１１を制御する。これにより、マニピュレータ制御部１３は、マニピュレータ部１１１を介して吸着パッド１１２を移動させる。具体的には、マニピュレータ制御部１３は、ロボットアーム１１における吸着パッド１１２が対象物を吸着可能な作業位置に位置するようにマニピュレータ部１１１を駆動させる。また、マニピュレータ制御部１３は、吸着パッド１１２が作業位置に位置した後、対象物に対する吸着パッド１１２の角度が所定の角度となるように、マニピュレータ部１１１を動作させてもよい。これにより、吸着パッド１１２の位置をより好適な位置に微調整することができる。また、マニピュレータ制御部１３は、吸着パッド１１２が対象物を吸着した後、例えば、ロボットアーム１１における吸着パッド１１２が、マニピュレータ制御部１３の上部に設置された所定の箱（不図示）の位置に位置するように、マニピュレータ部１１１を駆動させる。

また、マニピュレータ制御部１３は、吸着パッド１１２における複数箇所の複数の変形量に基づいて、対象物を吸着し直すために吸着パッド１１２を移動させる方向を決定してもよい。

ここで、吸着パッド１１２による対象物のピッキング動作（吸着動作）では、移動吸着装置１００の走行後における停止位置のばらつきを防止するために、移動吸着装置１００は、対象物と移動吸着装置１００との位置関係を２Ｄビジョンまたは３Ｄビジョンなどによって計測し、吸着パッド１１２が対象物のピッキング動作を行うことになる。この場合、対象物と移動吸着装置１００との位置関係の計測誤差により、吸着パッド１１２による対象物のピッキングミスが生じる可能性がある。

これに対し、上述の構成によれば、吸着パッド１１２が対象物に密着していない場合であっても、対象物を吸着し直す方向に吸着パッド１１２を移動させることができる。その結果、吸着パッド１１２による対象物のピッキングミスを防止することができる。

また、吸着パッド１１２の複数箇所のうち、第１箇所の変形量が第２箇所の変形量より大きい場合、マニピュレータ制御部１３は、対象物を吸着し直すために第２箇所より第１箇所側（変形量が小さいセンサーの配置位置とは反対側）に吸着パッド１１２を移動させてもよい。これにより、吸着パッド１１２の吸着位置のずれを好適に防止することができる。その結果、吸着パッド１１２による対象物のピッキングミスをより好適に防止することができる。

〔動作制御部〕
動作制御部１３は、さらに接触点特定部１３１を備えてもよい。接触点特定部１３１は、前記吸着パッド１１２の変形（変形量、変形速度、または変形加速度）に基づいて、前記吸着パッド１１２における前記対象物との接触点を特定する。また接触点特定部１３１は、吸着パッド１１２が対象物を吸着している状態において、吸着パッド１１２の変形（変形量、変形速度、または変形加速度）に基づいて、前記対象物における配置対象面との接触点を特定する。上述の構成によれば、対象物と移動吸着装置１００との位置姿勢関係に計測誤差が存在していても、接触点特定部１３１によって特定された接触点を支点に吸着面側へ吸着部（吸着パッド）１１２の姿勢を傾ける動きを、動作制御部１３がマニピュレータ部１１１に行わせることによって、計測誤差を吸収することができる。その結果、吸着部１１２による対象物のピッキングミスをより好適に防止することができる。

〔搬送部〕
搬送部（無人搬送車）２は、負圧制御部（制御信号出力部）２１と、無人搬送車２２とを備えている。

（負圧制御部）
負圧制御部２１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）またはＲＯＭ（Read Only Memory）などを含み、情報処理に応じて制御を行う。負圧制御部２１は、例えば、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）またはマイコンなどによって構成される。負圧制御部２１は、変形情報取得部１１３における１以上の歪みセンサー１１４から受信する出力信号、および、無人搬送車２２における搬送制御部２２１から受信する搬送状態信号に基づいて、負圧を発生させる真空ポンプ１２を制御する。

負圧制御部２１は、動作制御部１３からの信号に基づいて、真空ポンプ１２のオンオフを制御する。例えば、対象物をピッキングする際に、吸着パッド１１２の変形から、吸着パッド１１２が充分に対象物の押込を行ったと判定された場合には、負圧制御部２１は真空ポンプをオンする。また、対象物を台にプレースする場合に、動作制御部１３が、対象物の底面の全体が台の配置対象面に接触したと判定した場合には、負圧制御部２１は、真空ポンプをオフにする。

また、負圧制御部２１は、マニピュレータ制御部１３にマニピュレータ部１１１を制御するためのマニピュレータ制御信号を出力する。

また、負圧制御部２１は、アナログ信号を真空ポンプ１２の制御信号として出力するアナログ信号出力部２１１を備えていてもよい。アナログ信号出力部２１１は、アナログ信号を単調増加または単調減少させる制御を行ってもよい。これにより、真空ポンプ１２の駆動量をスロープ状に変化させることができるため、突入電流を低減することができる。また、消費電力を低減し、制御を安定化させることができる。

（無人搬送車）
図８の例では、無人搬送車２２は、搬送制御部２２１を備えている。搬送制御部２２１は、無人搬送車２２の搬送を制御することによって、移動吸着装置１００の移動（搬送）を制御する。例えば、搬送制御部２２１は、ロボットアーム１１によって対象物を把持することができる作業位置まで移動吸着装置１００を移動させる。また、搬送制御部２２１は、移動吸着装置１００が、既に作業位置に位置する場合は、移動吸着装置１００を移動させない。また、無人搬送車２２は、無人搬送車２２の搬送状態を示す信号である搬送状態信号を負圧制御部２１に送信する。

〔バッテリー〕
バッテリー３は、移動吸着装置１００の各部、すなわち、変形計測装置１および搬送部２に電力を供給することによって移動吸着装置１００の各部を制御する。

上述の例では、移動吸着装置１００はバッテリー３によって動作する構成となっているが、本実施形態ではこれに限定されない。本実施形態では、移動吸着装置１００は、移動吸着装置１００の外部から電源コードを介して電力が供給される構成となっていてもよい。

〔コントローラ〕
コントローラ５は、吸着パッド１１２の変形の情報を取得する変形情報取得部１１３と、吸着パッド１１２の変形に応じて、吸着パッド１１２の動きを制御する動作制御部１３とを備える。つまり、動作制御部１３は、吸着パッド１１２の変形に応じて、吸着パッド１１２の動き（移動方向、速度、および／または傾き）を変更する。
コントローラ５は、さらに、対象物に関する情報を取得する対象物情報取得部１４および、対象物を配置する台に関する配置情報取得部１５を備える。
なお、コントローラ５は、移動吸着装置１００自体に備えられてもよいし、移動吸着装置とは別に設けられてもよい。例えば、コントローラ５は、移動吸着装置と通信可能であり、移動吸着装置を制御する制御信号を移動吸着装置に送信する構成であってもよい。

§３ 動作例
まず、本実施形態における処理の流れについて図９～１１に基づいて説明する。

＜キャリブレーション処理＞
図９は、本実施形態に係る変形計測装置のキャリブレーション処理の流れの一例を示すフローチャートである。

ステップＳ０１において、ヒトまたはロボットは、吸着パッド１１２をＺ軸方向に規定量押し込む。そして、ステップＳ０２において、ステップＳ０１の処理によって得られた押込量Ｚと特徴点を記録する。

ステップＳ０３において、ヒトまたはロボットは、吸着パッド１１２をＸ軸周りに規定量傾ける。そして、ステップＳ０４において、ステップＳ０３の処理によって得られた傾きを示す回転量（傾き量）Ｍｘと特徴点を記録する。

ステップＳ０５において、ヒトまたはロボットは、吸着パッド１１２をＹ軸周りに規定量傾ける。そして、ステップＳ０６において、ステップＳ０５の処理によって得られた傾きを示す回転量（傾き量）Ｍｙと特徴点を記録する。

ステップＳ０７において、記録された変形量（押込量Ｚ、傾き量ＭｘおよびＭｙ）および特徴点を基にキャリブレーションパラメータを作成する。例えば、基準座標と特徴点の座標とから得られる特徴点の変位を入力した時の予測モデルの出力と記録された変形量との誤差が小さくなるように予測モデルのパラメータ調整を行うことで、予測モデルのキャリブレーションパラメータを特定することができる。ここで、予測モデルとして吸着パッド１１２の機構や素材等の先見情報を用いたホワイトボックスモデルを使う場合は、キャリブレーションパラメータの特定は、予測モデルが出力する変形量と実際の変形量の二乗誤差を最小にするフィッティングにより行うことができる。また、予測モデルとしてニューラルネットワーク等を用いたブラックボックスモデルを用いる場合は、キャリブレーションパラメータは、予測モデルが出力する変形量と実際の変形量の誤差を最小化するようにニューラルネットワークの重みを決定するバックプロパゲーションにて行うことができる。

変形量（押込量Ｚ、傾き量ＭｘおよびＭｙ）を測定する順番は特に限定されない。

図１０は、本実施形態の処理の流れの一例を示す模式図である。図１１は、本実施形態の処理の流れの一例を示すフローチャートである。

ステップＳ１０１において、マニピュレータ制御部１３は、吸着パッド１１２を対象物６１（ワークＷ）に接近させる。図１０の（ａ）の例は、ステップＳ１０１を示す。次に、ステップＳ１０２において、吸着パッド１１２が対象物６１に接触しているか否かを判定する。吸着パッド１１２が対象物６１に接触しているか否かは、吸着パッド１１２の可変部１１８の変形量により判定することができる。マニピュレータ制御部１３は、変形量が閾値以上であれば、吸着パッド１１２が対象物６１に接触していると判定する。吸着パッド１１２が対象物６１に接触していると判断した場合（ステップＳ１０２でＹＥＳ）、吸着パッド１１２を対象物６１に吸着させる（ステップＳ１０３）。図１０の（ｂ）の例は、ステップＳ１０３を示す。吸着パッド１１２が対象物６１に接触していないと判断した場合（ステップＳ１０２でＮＯ）、ステップＳ１０１～Ｓ１０２の処理を再度実行する。

ステップＳ１０４において、マニピュレータ制御部１３は、マニピュレータ部１１１に対象物６１を持ち上げさせる。図１０の（ｃ）の例は、ステップＳ１０４を示す。次に、ステップＳ１０５において、対象物６１の持ち上げに成功したか否かを判定する。対象物６１の持ち上げに成功したか否かは、吸着パッド１１２の可変部１１８の変形量により判定することができる。マニピュレータ制御部１３は、変形量が別の閾値以下で一定になれば、対象物６１の持ち上げに成功したと判定する。対象物６１の持ち上げに成功したと判断した場合（ステップＳ１０５でＹＥＳ）、対象物６１を目的の位置まで搬送する（ステップＳ１０６）。図１０の（ｄ）の例は、ステップＳ１０６を示す。対象物６１の持ち上げに失敗したと判断した場合（ステップＳ１０５でＮＯ）、ステップＳ１０４～Ｓ１０５の処理を再度実行する。

ステップＳ１０７において、マニピュレータ制御部１３は、対象物６１を目的の位置に降ろす。図１０の（ｅ）の例は、ステップＳ１０７を示す。次に、ステップＳ１０８において、対象物６１が目的の位置に接触しているか否かを判定する。対象物６１が目的の位置に接触しているか否かは、吸着パッド１１２の可変部１１８の変形量により判定することができる。マニピュレータ制御部１３は、変形量が別の閾値以上であれば、対象物６１が目的の位置に接触していると判定する。対象物６１が目的の位置に接触していると判断した場合（ステップＳ１０８でＹＥＳ）、吸着パッド１１２の吸着を解除する（ステップＳ１０９）。図１０の（ｆ）の例は、ステップＳ１０８でＹＥＳの場合を示す。対象物６１が目的の位置に接触していないと判断した場合（ステップＳ１０８でＮＯ）、ステップＳ１０７～Ｓ１０８の処理を再度実行する。

次に、図１３～図１５を参照して、移動吸着装置１００によるワークＷ（被搬送物Ｗ、対象物６１）のピッキングおよびプレース等の動作について説明する。

＜動作例１＞
図１３は、本発明の一実施形態における移動吸着装置１００の動作を示すフローチャートである。まず、図１３を参照して、吸着パッド１１２がワークＷを吸着し、ピッキングする場合の動作例を説明する。

（ステップＳ１０）
まず、ステップＳ１０では、動作制御部１３が、吸着パッド１１２を鉛直方向に降下させることにより、吸着パッド１１２をワークＷに接近させる。

（ステップＳ１２）
次に、ステップＳ１２では、動作制御部１３が、吸着パッド１１２の少なくとも一部がワークＷに接触したか否かを判定する。ここで、吸着パッド１１２がワークＷに接触した場合には、吸着パッド１１２にＸＹ方向の傾きが生じ、ベクトル（ex，ey）の絶対値で表す吸着パッド１１２の傾き量が閾値ε１を超える、または、Ｚ軸方向の押込量ｅｚが閾値ε２を超えるため、以下の式が成立する。
|（ex，ey）|＞ε１、または、ez＞ε２
そのため、より具体的には、動作制御部１３は、本ステップにおいて、上記式が成立する場合には、吸着パッド１１２がワークＷに接触したと判定し、それ以外の場合は、吸着パッド１１２がワークＷに接触していないと判定する。

動作制御部１３が、吸着パッド１１２がワークＷと接触したと判定した場合（ステップＳ１２でＹＥＳ）には、ステップＳ１４に進む。

動作制御部１３が、吸着パッド１１２がワークＷと接触したと判定しない場合（ステップＳ１２でＮＯ）には、ステップＳ１０に戻り、吸着パッド１１２のワークＷへの接近を続行する。

（ステップＳ１４）
次に、ステップＳ１４では、動作制御部１３が、吸着パッド１１２とワークＷが全体で接触したかどうかを判定する。ここで、吸着パッド１１２がワークＷに全体で接触した場合には、吸着パッド１１２の傾きが解消されるため、以下の式が成立する。
|（ex、ey）|＜ε１
そのため、動作制御部１３は、本ステップにおいて、上記式が成立する場合には、吸着パッド１１２の吸着面がワークＷに全体で接触したと判定し、それ以外の場合は、吸着パッド１１２の吸着面がワークＷに全体で接触していないと判定する。

動作制御部１３が、吸着パッド１１２の吸着面とワークＷが全体で接触したと判定した場合には（ステップＳ１４でＹＥＳ）、吸着パッド１１２の傾きの制御を完了し、後述する押込量の制御に移行する。

動作制御部１３が、吸着パッド１１２の吸着面とワークＷが全体で接触したと判定しない場合には（ステップＳ１４でＮＯ）には、ステップＳ１６に進む。

（ステップＳ１６）
ステップＳ１６では、接触点特定部１３１が、吸着パッド１１２の変形に基づいて、吸着パッド１１２とワークＷの接触点の位置を特定する。
図１２の（ａ）は吸着パッド１１２の側面図であり、（ｂ）は吸着パッド１１２の上面図である。ここで、図１２を参照して、接触点特定部１３１が行う吸着パッド１１２とワークＷの接触点の位置を特定する処理について説明する。吸着パッド１１２の傾き（ベクトルＮ）をＸＹ平面に射影したものがＸ軸となす角度をθとすると、以下の式からθが求められる。
θ＝arctan（ey／ex）
接触点特定部１３１は、θから吸着パッド１１２とワークＷの接触点を特定する。

接触点が特定されたら、ステップＳ１８へ進む。

（ステップＳ１８）
ステップＳ１８では、動作制御部１３は、前記特定された接触点における吸着パッド１１２とワークＷとの接触を維持したまま、吸着パッド１１２の傾きを変更する。つまり、吸着パッド１１２が有する吸着面とワークＷの被吸着面とのなす角を減少させるよう、吸着パッド１１２の傾きを変更する。ここで、動作制御部１３は、以下の処理により、接触点での接触を維持しながら、吸着パッド１１２の傾きを変更して吸着面をワークＷの被吸着面に合わせる場合の、マニピュレータ部１１１の動作指令を求める。
吸着パッド１１２はロボットアームに着脱可能である。動作制御部１３は、吸着パッド１１２の付け根である搬送手先の位置、および角度（姿勢）を制御するための指令速度（Pv）および指令角速度（φω）を、以下の二つの指令値の合成（単純和）として算出する。指令角速度（φω）は、搬送手先の角度の変化速度である。
１．接触点における吸着パッド１１２とワークＷの接触を維持させるため指令速度Pv（より具体的には指令速度ベクトル）
Pv＝（Pvr－Gv・ez）h
ここで、Pvrは吸着パッド１１２の目標速度、Gvは定数ゲイン、ezは吸着パッド１１２の傾きを表す法線ベクトルＲのＺ軸成分、hは手先姿勢（φ）の方向ベクトルである。また、「・」は積を表す。
２．接触点を支点に吸着パッド１１２を回転させる指令速度（Pv）および指令角速度（φω）
接触点を拡張された手先として、接触点の位置姿勢を｛Pe，φe｝とおく。ステップＳ１８においてexおよびeyは微小であるので、φe＝φとする。｛Pe，φe｝は図９におけるパッド設置位置オフセット（Po）、パッド半径（Pr）、ステップＳ１６で求めたθと元々の手先位置姿勢｛P，φ｝を用いて、以下の通り表される。
｛Pe，φe｝＝ＦＫ（｛P，φ｝，｛P_０，Pr，θ｝）
ここで、Peは回転中心、P_０は吸着パッド設置位置のオフセット（吸着パッド１１２の吸着面の中心と搬送機手先位置の距離）、Prは吸着パッド１１２の半径である。また、ＦＫは｛P，Φ｝から｛Pe，Φe｝を求める運動学関数である。ＦＫに対応する逆運動学関数ＩＫは存在し、以下の通り書くものとする。

｛P，φ｝＝ＩＫ(｛Pe，φe｝，｛P_０，Pr，θ｝)

Peを回転中心として、Peと吸着パッド１１２の中心軸を通る平面での回転を与える指令を｛Pev，φev｝とすると、動作制御部１３は、上記IK、もしくはIKから誘導されるヤコビアンを用いて｛Pv，φω｝を決定する。この組を指令速度および指令角速度とする。
以上により、求められた指令速度にしたがって、動作制御部１３が吸着パッド１１２の傾きを変更する。その後、ステップＳ２０に進む。

（ステップＳ２０）
ステップＳ２０では、動作制御部１３が、吸着パッド１１２とワークＷが全体で接触したか否かを特定する。より具体的には、動作制御部１３が、上述したステップＳ１４と同様の処理により判定を行う。動作制御部１３が、吸着パッド１１２の吸着面とワークＷが全体で接触したと判定したら（ステップＳ２０でＹＥＳ）、吸着パッド１１２の傾き制御を完了し、押込量の制御に移行する。動作制御部１３が、吸着パッド１１２の吸着面とワークＷが全体で接触したと判定しなかった（ステップＳ２０でＮＯ）場合には、ステップＳ１８に戻り、吸着パッド１１２の傾きの制御を続ける。

上記動作例によれば、動作制御部１３が、吸着パッド１１２がワークＷに接触した後、接触点の位置と吸着パッド１１２の傾きを特定して、接触点での接触を維持したまま、吸着パッド１１２をワークＷの被吸着面に密着させるように吸着パッド１１２の傾きを変更させる。それゆえ、精度よく吸着パッド１１２の姿勢を補正することができ、ワークＷのピッキングを確実に行うことができる。

＜動作例２＞
図１４は、本発明の他の実施形態における変形計測装置の動作を示すフローチャートである。次に、図１４を参照して、対象物の吸着前またはプレース前に、吸着パッド１１２がワークＷを押込む場合の動作例を説明する。

（ステップＳ１１０）
まず、ステップＳ１１０では、動作制御部１３が、吸着パッド１１２を鉛直方向に降下させることにより、吸着パッド１１２をワークＷに接近させる。

（ステップＳ１１２）
次に、ステップＳ１１２では、動作制御部１３が、吸着パッド１１２の変形量から吸着パッド１１２がワークＷに接触したか否かを判定する。

動作制御部１３が、吸着パッド１１２の変形量から吸着パッド１１２がワークＷに接触したと判定した場合（ステップＳ１１２でＹＥＳ）には、ステップＳ１１４に進む。動作制御部１３が、吸着パッド１１２の一部がワークＷと接触したと判定しない場合（ステップＳ１１２でＮＯ）には、ステップＳ１１０に戻り、吸着パッド１１２のワークＷへの接近を続行する。

（ステップＳ１１４）
次に、ステップＳ１１４では、動作制御部１３が吸着パッド１１２のワークＷへの押し込みを続行する。この場合、動作制御部１３は、吸着パッド１１２の変形に応じて、前記吸着パッド１１２の速度を変更してもよい。例えば、動作制御部１３は、吸着パッド１１２の変形量（押込量ｅｚ）が第１閾値を超えると、吸着パッド１１２をワークＷに近づける速度を減速してもよい。つまり、動作制御部１３は、ステップＳ１１０での吸着パッド１１２の速度よりもステップＳ１１４での吸着パッド１１２の速度を減速させてもよい。その後、ステップＳ１１６に進む。

（ステップＳ１１６）
ステップＳ１１６では、動作制御部１３が、吸着パッド１１２のワークＷへの押込が完了したか否かを判定する。動作制御部１３は、本ステップにおいて、吸着パッド１１２のワークＷへの押込量ｅｚの閾値をε２とすると、下記式が成り立つとき、押込量が充分であると判定し、それ以外の場合には押込量が充分であると判定しない。
ｅｚ＞ε２
そして、動作制御部１３が、吸着パッド１１２のワークＷへの押込が完了したと判定した場合（ステップＳ１１６でＹＥＳ）には、動作制御部１３が吸着パッド１１２の動きを停止する。このとき、例えば、動作制御部１３は、吸着パッド１１２の変形量が、前記第１閾値よりも大きい第２閾値を超えると、吸着パッド１１２をワークＷに近づける動作を停止してもよい。

このように、押込制御を終了すると、動作制御部１３は、真空ポンプ１２をオンして対象物の吸着を開始する。変形情報取得部１１３が、吸着パッド１１２のワークＷへの押込が完了したと判定しなかった場合（ステップＳ１１６でＮＯ）には、ステップＳ１１４に戻って押込を続行する。

上記動作例によれば、変形情報取得部１１３が、吸着パッド１１２の変形量に基づいて、吸着パッド１１２のワークＷへの押込量を観察しながら、押込の続行か停止かを判定する。したがって、吸着パッド１１２のワークＷへの押込量ｅｚを一定の範囲に保つことができるため、ワークＷをピッキングする際、またはワークＷをプレースする際に、適切にワークＷの押込をすることができる。

＜動作例３＞
次に、図１５を参照して、ワークＷを把持した状態の吸着パッド１１２がワークＷを台にプレースする場合の動作例を説明する。

（ステップＳ２１０）
まず、ステップＳ２１０では、動作制御部１３が、吸着パッド１１２を鉛直方向に降下させることにより、吸着パッド１１２を（ワークＷを）台に接近させる。

（ステップＳ２１２）
次に、ステップＳ２１２では、動作制御部１３が、吸着パッド１１２に把持されたワークＷの一部が接触点で台に接触したか否かを判定する。ここで、動作制御部１３は、基本的に上述した＜動作例１＞におけるステップＳ１２での処理と同じ処理を行う。ただし、吸引およびワークＷの重量によって、ワークＷが台に接触する前の吸着パッド１１２の変形量｛ex0，ey0，ez0｝は０ではない。動作制御部１３は、ワークＷが台に接触する前の変形量｛ex0，ey0，ez0｝を記録しておく。そして、以下の式が成立する場合には、動作制御部１３は、吸着パッド１１２に把持されたワークＷが台に接触したと判定し、それ以外の場合は、ワークＷは台に接触していないと判定する。
|（ex－ex0，ey－ey0）|＞ε４、または、|ez－ez0|＞ε５
動作制御部１３が、ワークＷの一部（非吸着面）が台に接触したと判定した場合（ステップＳ２１２でＹＥＳ）には、ステップＳ２１４に進む。動作制御部１３が、ワークＷの一部が台に接触点で接触したと判定しなかった場合（ステップＳ２１２でＮＯ）には、ステップＳ２１０に戻り、ワークＷの台への接近を続行する。

（ステップＳ２１４）
次に、ステップＳ２１４では、動作制御部１３が、ワークＷの下面と台が全体で接触したかどうかを判定する。ここで、ワークＷの下面が台に全体で接触した場合には、吸着パッド１１２およびワークＷの傾きが解消されるため、以下の式が成立する。
|（ex－ex0，ey－ey0）|＜ε４
したがって、動作制御部１３は、上記式が成立する場合には、ワークＷの下面が台に全体で接触したと判定し、それ以外の場合は、ワークＷの下面が台に全体では接触していないと判定する。

動作制御部１３が、ワークＷの下面と台が全体で接触したと判定した場合には（ステップＳ２１４でＹＥＳ）、動作制御部１３は吸着パッド１１２の傾き制御を完了し、上記で説明した押込量制御に移行する。動作制御部１３が、ワークＷと台が全体で接触したと判定しなかった場合（ステップＳ１４でＮＯ）には、ステップＳ２１６に進む。

（ステップＳ２１６）
ステップＳ２１６では、接触点特定部１３１が、吸着パッド１１２の変形に基づいて、ワークＷにおける台の配置対象面との接触点の位置を特定する。ここで、変形情報取得部１１３は、＜動作例１＞のステップＳ１６と基本的に同様の処理を行う。但し、記録したオフセット｛ex0，ey0，ez0｝を用いて、以下の通り計算する。
θ＝arctan（（ey－ey0）／（ex－ex0））
上記処理により、ワークＷにおける台の配置対象面との接触点が特定されたら、ステップＳ２１８へ進む。

（ステップＳ２１８）
ステップＳ２１８では、動作制御部１３は、前記特定された接触点（接触辺）におけるワークＷと台の配置対象面との接触を維持したまま、吸着パッド１１２の傾きを変更する。この時、吸着されているワークＷの被吸着面ではない表面と、台の配置対象面とのなす角を減少させるよう、吸着パッド１１２の傾きを変更する。
ここで、動作制御部１３が、基本的に上述した＜動作例１＞でのステップＳ１８と同じ処理を行い、接触点での接触を維持しながら、ワークＷの傾きを変更して吸着パッド１１２の吸着面を台の表面に合わせる場合の指令速度を求める。

但し、動作制御部１３が、記録したオフセット｛ex0，ey0，ez0｝を用いて、以下の通り記号を読み替えて計算する。
・ez→ez－ez0
・｛Pe，φe｝：吸着パッド１１２とワークＷの接触点→ワークＷと台の接触点
・｛FK（｛P，φ｝，｛P_０，Pr，θ｝）→｛FK（｛P，φ｝，｛P_０＋Wh/２，Pr＋Wｌ/2，θ｝）
ここで、WhはワークＷの高さ、WlはワークＷの長さであり、ＦＫは＜動作例１＞でのステップＳ１８のＦＫと同じ運動学関数である。

したがって、
｛P，φ｝＝IK(｛Pe，φe｝，｛P_０，Pr，θ｝)→
｛P，φ｝＝IK(｛Pe，φe｝，｛P_０＋Wh/２，Pr＋Wｌ/２，θ｝)
上記でＩＫも＜動作例１＞でのステップＳ１８のＩＫと同じ運動学関数である。

上記処理により、求められた指令速度にしたがって、動作制御部１３が吸着パッド１１２の傾きを変更する。その後、ステップＳ２２０に進む。

（ステップＳ２２０)
次に、ステップ２２０では、動作制御部１３が、ワークＷの被吸着面ではない表面と台の配置対象面が全体で接触したか否かを判定する。ここで、動作制御部１３が、上述のステップＳ２１４と同様の処理を行う。

動作制御部１３が、ワークＷの被吸着面ではない表面と台の配置対象面が全体で接触したと判定した場合（ステップＳ２２０でＹＥＳ）、動作制御部１３は吸着パッド１１２の傾き制御を完了し、吸着を停止しワークを離す。動作制御部１３が、ワークＷの被吸着面ではない表面と台の配置対象面が全体で接触したと判定しなかった（ステップＳ２２０でＮＯ）場合には、動作制御部１３はステップＳ２１８に戻り、傾き制御を続ける。

上記動作例によれば、動作制御部１３が、ワークＷの被吸着面ではない表面と台の配置対象面が接触した後、接触点の位置と吸着パッド１１２の傾きを特定して、接触点での接触を維持したまま、吸着パッド１１２をワークＷの被吸着面ではない表面が台の配置対象面に全体で接触するように吸着パッド１１２の傾きを変更させる。したがって、精度よく吸着パッド１１２の姿勢を補正することができ、ワークＷを正確な位置にプレースすることができる。また、離したワークＷに衝撃が加わること、または離したワークが倒れることを防止することができる。

§４ 変形例
以上、本発明の実施の形態を詳細に説明してきたが、上述の説明はあらゆる点において本発明の例示に過ぎない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良および変形を行うことができることは言うまでもない。例えば、以下のような変更が可能である。説明の便宜上、上述の実施形態と同様の部材に関しては同様の符号を用い、上述の実施形態と同様の点については、適宜説明を省略する。以下の変形例は適宜組み合わせ可能である。

以下に、図１６～１８を用いて、変形例に係る変形計測装置の構成の一例について説明する。

＜変形例１＞
図１６の（ａ）は、本実施形態の変形例１の変形計測装置１の構成の一例を示す部分拡大図である。図１６の（ａ）の例は、変形計測装置１は２つの吸着パッド１１２が備え、各吸着パッド１１２の固定部１１７が支持体１２６に対して固定されている。複数の吸着パッド１１２を備えることによって、対象物６１が大きくなっても、十分な吸着力で確実に把持することができる。

＜変形例２＞
図１６の（ｂ）は、本実施形態の変形例２の変形計測装置１の構成の一例を示す部分拡大図である。図１６の（ｂ）の例では、変形計測装置１が２つの撮像装置１２１を備える。複数の撮像装置１２１を備えることによって、吸着パッド１１２の可変部１１８全体の変形量を計測することができ、Ｘ軸およびＹ軸に関して吸着パッド１１２が傾いている方向を正確に特定することができる。それゆえ、吸着パッド１１２と対象物とが接触しているか否かをより精度よく検出することができる。

＜変形例３＞
図１７は、本実施形態に係る変形計測装置の変形例３の概略構成の一例を示すブロック図である。図１７の例は、変形計測装置１がマニピュレータ速度減算指令値計算部（変形情報取得部）１１３を備え、マニピュレータ速度減算指令値計算部１１３が変形量変化速度計算部３６と定数ゲイン乗算部３７とを備える。なお。変形量変化速度計算部３６は、マニピュレータ速度減算指令値計算部１１３ではなく画像処理部１１９に含まれていてもよい。

変形量変化速度計算部３６は、変形量特定部１２４で特定された変形量を時間微分して変形量の変化速度を算出する。変形量変化速度計算部３６は、定数ゲイン乗算部３７に変形量の変化速度を出力する。

定数ゲイン乗算部３７は、変形量変化速度計算部３６で算出された変形量の変化速度（例えば吸着パッドの吸着面の角速度）に定数を乗ずることによって、減速値を算出する。定数ゲイン乗算部３７は、減速値をマニピュレータ制御部１３に出力する。

マニピュレータ制御部（動作制御部）１３は、対象物を搬送するための吸着パッド１１２の目標移動速度を有している。マニピュレータ制御部１３は、目標移動速度から減速値を減算することにより、指令速度を得る。マニピュレータ制御部１３は、指令速度でマニピュレータの手先（吸着パッド１１２）を移動させるよう、マニピュレータ部１１１を制御する。吸着パッド１１２の変形量の変化速度を減衰させるようにロボットアームの手先速度を変化させることによって、吸着パッド１１２の振動（対象物の振動）を抑制することができる。

同様に、マニピュレータ制御部１３は、変形量の変化速度に基づいて、変形量の変化速度を減少させるように、吸着パッド１１２の傾きを変更してもよい。吸着パッド１１２の傾きを変更することによって、吸着パッド１１２の振動を制御することができる。吸着パッド１１２の傾きを制振制御に利用することによって、搬送停止時の位置決め時間が最小化され、搬送処理時間（搬送タクトタイム）を短縮することができる。

図１８は、本実施形態に係る変形計測装置の変形例３の処理の流れの一例を示すフローチャートである。

ステップＳ２０１において、マニピュレータ制御部１３は、吸着パッド１１２を対象物６１に接近させる。図１０の（ａ）の例は、ステップＳ２０１を示す。次に、ステップＳ２０２において、吸着パッド１１２が対象物６１に接触しているか否かを判定する。吸着パッド１１２が対象物６１に接触しているか否かは吸着パッド１１２の可変部１１８の変形量により判定することができる。マニピュレータ制御部１３は、変形量が閾値以上であれば、吸着パッド１１２が対象物６１に接触していると判定する。吸着パッド１１２が対象物６１に接触していると判断した場合（ステップＳ２０２でＹＥＳ）、吸着パッド１１２を対象物６１に吸着させる（ステップＳ２０３）。図１０の（ｂ）の例は、ステップＳ２０３を示す。吸着パッド１１２が対象物６１に接触していないと判断した場合（ステップＳ２０２でＮＯ）、ステップＳ２０１～Ｓ２０２の処理を再度実行する。

ステップＳ２０４において、マニピュレータ制御部１３は、マニピュレータ部１１１に対象物６１を持ち上げさせる。図１０の（ｃ）の例は、ステップＳ２０４を示す。次に、ステップＳ２０５において、対象物６１の持ち上げに成功したか否かを判定する。対象物６１の持ち上げに成功したか否かは、吸着パッド１１２の可変部１１８の変形量により判定することができる。マニピュレータ制御部１３は、変形量が別の閾値以上であれば、対象物６１の持ち上げに成功したと判定する。対象物６１の持ち上げに成功したと判断した場合（ステップＳ２０５でＹＥＳ）、対象物６１を目的の位置まで搬送する（ステップＳ２０６）。図１０の（ｄ）の例は、ステップＳ２０６を示す。対象物６１の持ち上げに失敗したと判断した場合（ステップＳ２０５でＮＯ）、ステップＳ２０４～Ｓ２０５の処理を再度実行する。

ステップＳ２０７において、マニピュレータ制御部１３は、搬送中の吸着パッド１１２に振動が発生しているか否かを判定する。マニピュレータ制御部１３は、吸着パッド１１２の変形量の変化速度が別の閾値以上であれば、搬送中の吸着パッド１１２に振動が発生していると判定する。搬送中の吸着パッド１１２に振動が発生していないと判断した場合（ステップＳ２０７でＹＥＳ）、対象物６１の傾きを変更せずに対象物６１を目的の位置まで搬送する（ステップＳ２０８）。搬送中の吸着パッド１１２に振動が発生していると判断した場合（ステップＳ２０７でＹＥＳ）、吸着パッド１１２の傾きを制御する（ステップＳ２１２）。そして、ステップＳ２０７の処理を再度実行する。

ステップＳ２０９において、マニピュレータ制御部１３は、マニピュレータ部１１１に対象物６１を目的の位置に降ろさせる。図１０の（ｅ）の例は、ステップＳ２０９を示す。次に、ステップＳ２１０において、対象物６１が目的の位置に接触しているか否かを判定する。対象物６１が目的の位置に接触しているか否かは、吸着パッド１１２の可変部１１８の変形量により判定することができる。マニピュレータ制御部１３は、変形量が別の閾値以上であれば、対象物６１が目的の位置に接触していると判定する。対象物６１が目的の位置に接触していると判断した場合（ステップＳ２１０でＹＥＳ）、吸着パッド１１２の吸着を解除する（ステップＳ２１１）。図１０の（ｆ）の例は、ステップＳ２１０でＹＥＳの場合を示す。対象物６１が目的の位置に接触していないと判断した場合（ステップＳ２１０でＮＯ）、ステップＳ２０９～Ｓ２１０の処理を再度実行する。

〔ソフトウェアによる実現例〕
変形計測装置１の制御ブロック（特に画像処理部１１９、画像取得部１２０、特徴点特定部１２３、変形量特定部１２４、マニピュレータ制御部１３、マニピュレータ速度減算指令値計算部１１３、変形量変化速度計算部３６、および定数ゲイン乗算部３７）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。

後者の場合、変形計測装置１は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば１つ以上のプロセッサを備えていると共に、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を備えている。そして、上記コンピュータにおいて、上記プロセッサが上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記プロセッサとしては、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いることができる。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などをさらに備えていてもよい。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

１ 変形計測装置
２ 搬送部
３ バッテリー
５ コントローラ
１１ ロボットアーム
１２ 真空ポンプ
１３ マニピュレータ制御部（動作制御部）
１４ 対象物情報取得部
１５ 配置情報取得部
２１ 負圧制御部
２２ 無人搬送車
３６ 変形量変化速度計算部
３７ 定数ゲイン乗算部
６１、Ｗ 対象物（ワーク）
１００ 移動吸着装置
１１１ マニピュレータ部
１１２ 吸着パッド
１１３ マニピュレータ速度減算指令値計算部
１１５ 異常判定部
１１７ 固定部
１１８ 可変部
１１９ 画像処理部
１２０ 画像取得部
１２１ 撮像装置
１２３ 特徴点特定部
１２４ 変形量特定部
１２６ 支持体
１３１ 接触点特定部
１５１ 格子状の模様
１５２～１５５ 円状の模様
２１１ アナログ信号出力部
２２１ 搬送制御部

Claims (8)

1. 負圧により対象物を吸着する吸着パッドであって、
   支持体に対して固定される固定部と、
   前記負圧によって変形する可変部とを備え、
   前記可変部における、変形に応じて前記固定部に対する位置が変化する互いに離間した複数の箇所に、光学的に識別可能な模様が形成されており、
   前記模様は、前記複数の箇所に渡って連続している模様である、または、前記複数の箇所のそれぞれに形成された複数の模様である、吸着パッドと、
   前記可変部を撮像した画像データを取得する画像取得部と、
   前記画像データに含まれる前記模様から、前記可変部における前記複数の箇所に対応する前記画像データにおける複数の特徴点を特定する特徴点特定部と、
   前記複数の特徴点から、前記可変部における前記複数の箇所の変形量を特定する変形量特定部とを備える、変形計測装置。
2. 前記模様は、格子状の模様である、請求項１に記載の変形計測装置。
3. １つの視点から視認可能な、前記可変部における前記複数の箇所に、マーカーが形成されている、請求項１に記載の変形計測装置。
4. 前記吸着パッドの側方から見たときに、前記可変部における互いに離間した少なくとも３つの箇所に、マーカーが形成されている、請求項１に記載の変形計測装置。
5. 前記模様は、前記可変部における、前記対象物と接触する部位に隣接して形成されている、請求項１から４のいずれか一項に記載の変形計測装置。
6. 前記可変部はベローズ形状である、請求項１から５のいずれか一項に記載の変形計測装置。
7. 前記模様は、再帰性反射材で形成されている、請求項１から６のいずれか一項に記載の変形計測装置。
8. 前記吸着パッドの側方に配置され、前記可変部を撮像する撮像装置を備える、請求項１から７のいずれか一項に記載の変形計測装置。
   

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