JPH0248190A - ロボットハンド装置 - Google Patents
ロボットハンド装置Info
- Publication number
- JPH0248190A JPH0248190A JP19570788A JP19570788A JPH0248190A JP H0248190 A JPH0248190 A JP H0248190A JP 19570788 A JP19570788 A JP 19570788A JP 19570788 A JP19570788 A JP 19570788A JP H0248190 A JPH0248190 A JP H0248190A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- finger
- target
- robot
- robot hand
- rigidity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 210000003127 knee Anatomy 0.000 description 1
Landscapes
- Manipulator (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、ロボットフィンガーを移動させることにより
その開閉度を変えて対象物を把持するロボットハンド装
置に関する。
その開閉度を変えて対象物を把持するロボットハンド装
置に関する。
〈従来の技術〉
この種のロボットハンド装置ては、従来より、ロボット
フィンガーの移動速度を決定する制御ゲインを、把持さ
せようとする対象物の剛性に応して予め一定値に設定し
ておく固定ゲイン方式か主流となっている。
フィンガーの移動速度を決定する制御ゲインを、把持さ
せようとする対象物の剛性に応して予め一定値に設定し
ておく固定ゲイン方式か主流となっている。
この様な固定ゲイン方式のロボッ1へハント装置か対象
物を把持する場合には、対象物の剛性を同定し、その剛
性に応した補償を行わないと、安定した素早い把持動作
か実現されない。
物を把持する場合には、対象物の剛性を同定し、その剛
性に応した補償を行わないと、安定した素早い把持動作
か実現されない。
第5図及び第6図は、剛性に応した補償を行わない従来
の固定ゲイン方式のロボットハンド装置か対象物を把持
した際の把持力の時間変化を測定した特性図である。
の固定ゲイン方式のロボットハンド装置か対象物を把持
した際の把持力の時間変化を測定した特性図である。
第5図(a)は、剛性の小さいスポンジに合わせて制御
ゲインを調整したロボットハンド装置か、そのスポンジ
を把持した場合の特性図て、この場合には素早く、一定
の把持力て対象物を把持し得る。しかしこの回し制御ゲ
インに調整されたロボットハンド装置か、剛性の大きい
分銅を把持した場合には、第5図(b)に示す如く大き
くオーバーシュートするとともに振動し、最悪の場合に
は発散してしまう。
ゲインを調整したロボットハンド装置か、そのスポンジ
を把持した場合の特性図て、この場合には素早く、一定
の把持力て対象物を把持し得る。しかしこの回し制御ゲ
インに調整されたロボットハンド装置か、剛性の大きい
分銅を把持した場合には、第5図(b)に示す如く大き
くオーバーシュートするとともに振動し、最悪の場合に
は発散してしまう。
一方、剛性の大きい分銅に合わせて制御ゲインを調整し
たロボットハンド装置か、その分銅を把持した場合には
、第6図(a)の様に素早く、定の把持力て対象物を把
持することができるが、この同しロボットハンド装置か
剛性の小さいスポンジを把持した場合には、第6図(b
)の様に安定てはあるか収束か遅くなる。
たロボットハンド装置か、その分銅を把持した場合には
、第6図(a)の様に素早く、定の把持力て対象物を把
持することができるが、この同しロボットハンド装置か
剛性の小さいスポンジを把持した場合には、第6図(b
)の様に安定てはあるか収束か遅くなる。
〈発明か解決しようとする課題〉
上述の様に従来のロボットハンド装置ては、剛性の異な
る種々の対象物を回し様に安定した動作て素早く把持す
ることは不可能てあった。
る種々の対象物を回し様に安定した動作て素早く把持す
ることは不可能てあった。
本発明は、上記問題点を解決すべく、対象物の剛性が未
知の場合てもその対象物を安定した動作て素早く把持す
ることのてきるロボットハンド装置を提供することを目
的とする。
知の場合てもその対象物を安定した動作て素早く把持す
ることのてきるロボットハンド装置を提供することを目
的とする。
く課題を解決するだめの手段〉
上記目的を達成する為に、本発明のロボットハンド装置
ては次の様な構成とした。
ては次の様な構成とした。
即ち、把持力を検出し得るロボットフィンガーを備えた
ロボットハンドと、上記ロボットフィンガーの移動距離
と把持力とから対象物の剛性を求める手段と、その検出
された対象物の剛性に基づいて上記ロボットフィンガー
の目標把持力を目標移動距離に変換する手段と、その変
換されたロボットフィンガーの目標移動距離と現在の移
動距離との位置偏差を求める手段と、その位置偏差に制
御ゲインを乗じて上記ロボットフィンガーの移動速度を
決定する手段と、その決定された移動速度て上記ロボッ
トフィンガーを移動させる駆動装置とを備える。
ロボットハンドと、上記ロボットフィンガーの移動距離
と把持力とから対象物の剛性を求める手段と、その検出
された対象物の剛性に基づいて上記ロボットフィンガー
の目標把持力を目標移動距離に変換する手段と、その変
換されたロボットフィンガーの目標移動距離と現在の移
動距離との位置偏差を求める手段と、その位置偏差に制
御ゲインを乗じて上記ロボットフィンガーの移動速度を
決定する手段と、その決定された移動速度て上記ロボッ
トフィンガーを移動させる駆動装置とを備える。
〈作用〉
上記構成のロボットハンド装置では、対象物の剛性を求
めてフィードバックし、この剛性に基づいて、その対象
物を所定の目標把持力て把持する為のロボットフィンガ
ーの目標移動距離を求める。そしてこの目標移動距離と
現在の移動距離との位置偏差に応した速度てロボットフ
ィンガーを移動させる。
めてフィードバックし、この剛性に基づいて、その対象
物を所定の目標把持力て把持する為のロボットフィンガ
ーの目標移動距離を求める。そしてこの目標移動距離と
現在の移動距離との位置偏差に応した速度てロボットフ
ィンガーを移動させる。
〈実施例〉
以下、図面に基づいて本発明の一実施例を説明する。
第1図は、本発明に係るロボットハンド装置の構成を示
すフロック図である。
すフロック図である。
図て示す様にこのロボットハンド装置は、把持力を検出
し得るロボットフィンガー1を備えたロボットハンド2
と、ロボットフィンガー1(以下単にフィンカー1と呼
ぶ)の移動距離と把持力とから対象物3の剛性を求める
剛性検出器4と、その検出された対象物3の剛性に基づ
いて所定の目標把持力を目標移動距離に変換する目標値
変換器5と、その変換されたフィンガーlの目標移動距
離と現在の移動距離との位置偏差を求める差分器6と、
その位置偏差に所定の制御ゲインを乗じてフィンガーl
の移動速度を決定するゲイン乗算器7と、その決定され
た移動速度でフィンガー1を移動させる駆動装置8とを
備えている。
し得るロボットフィンガー1を備えたロボットハンド2
と、ロボットフィンガー1(以下単にフィンカー1と呼
ぶ)の移動距離と把持力とから対象物3の剛性を求める
剛性検出器4と、その検出された対象物3の剛性に基づ
いて所定の目標把持力を目標移動距離に変換する目標値
変換器5と、その変換されたフィンガーlの目標移動距
離と現在の移動距離との位置偏差を求める差分器6と、
その位置偏差に所定の制御ゲインを乗じてフィンガーl
の移動速度を決定するゲイン乗算器7と、その決定され
た移動速度でフィンガー1を移動させる駆動装置8とを
備えている。
上記構成のロボットハンド装置ては、対象物3の剛性を
求めてフィードバックし、この剛性に基づいて、その対
象物3を所定の目標把持力て把持する為のフィンガー1
の目標移動距離を求める。
求めてフィードバックし、この剛性に基づいて、その対
象物3を所定の目標把持力て把持する為のフィンガー1
の目標移動距離を求める。
即ち、剛性の小さい対象物3てあれば目標移動距離は大
きくなり、剛性の大きい対象物3てあれば小さくなる。
きくなり、剛性の大きい対象物3てあれば小さくなる。
そしてこの目標移動距離と現在の移動距離との位置偏差
に応じた速度てフィンガーlを移動させることになる。
に応じた速度てフィンガーlを移動させることになる。
第2図は、上記ロボットハンド装置の概略構成図である
。
。
図で示す様にロボットハンド2には、対象物3を把持す
るフィンガーlか設けられている。このフィンガー1は
、後述のパルスモータを回転させ、カップリンク9を介
してホールネジ10を回転させることにより移動し、固
定部材11との間て対象物3を把杓する。又このフィン
カー1には、把持力を検出する為の歪ケージ]2か取付
けられている。このフィンカーlの把持力に対応した歪
ケージ12の歪部は、歪測定器13て電圧に変換された
後、A/Dコンバータ14てティシタル信叶に変換され
る。
るフィンガーlか設けられている。このフィンガー1は
、後述のパルスモータを回転させ、カップリンク9を介
してホールネジ10を回転させることにより移動し、固
定部材11との間て対象物3を把杓する。又このフィン
カー1には、把持力を検出する為の歪ケージ]2か取付
けられている。このフィンカーlの把持力に対応した歪
ケージ12の歪部は、歪測定器13て電圧に変換された
後、A/Dコンバータ14てティシタル信叶に変換され
る。
剛性検出器4と、目標値変換器5と、差分器6と、ゲイ
ン乗算器7とは一つのコンピュータ15て構成され、剛
性検出器4には上記A/Dコンバータ14からのフィン
カー1の把持力に対応したゲインタル信号か入力される
。又]−1標値変換器5て変換される所定の1−1標把
持力の値と、ゲイン乗算器7て用いられる所定の制御ゲ
インの値は、コンピュータ15内に予め記憶されている
。
ン乗算器7とは一つのコンピュータ15て構成され、剛
性検出器4には上記A/Dコンバータ14からのフィン
カー1の把持力に対応したゲインタル信号か入力される
。又]−1標値変換器5て変換される所定の1−1標把
持力の値と、ゲイン乗算器7て用いられる所定の制御ゲ
インの値は、コンピュータ15内に予め記憶されている
。
駆動装置8は、アップタウンカウンタ16と、パルスジ
ェネレータ17と、パルスモータトライバ18と、パル
スモータ19とから構成されている。アップタウンカウ
ンタ16は、パルスジェネレータ17より、フィンカー
lか閉しる方向に移動するパルスを受けた時にアップカ
ウント、開く方向に移動するパルスを受けた時にタウン
カウントする。そしてこのアップタウンカウンタ16に
より、フィンカーlの移動距離か上記コンピュータ内の
差分器6ヘフイートハツクされる。又パルスジェネレー
タ17は、上記コンピュータ15内のゲイン乗算器7に
より決定されたフィンカーlの移動速度に応したパルス
を生成し、パルスモータトライバ18は、パルスジェネ
レータ17からのパルスを受けて、パルスモータ19を
作動させる。
ェネレータ17と、パルスモータトライバ18と、パル
スモータ19とから構成されている。アップタウンカウ
ンタ16は、パルスジェネレータ17より、フィンカー
lか閉しる方向に移動するパルスを受けた時にアップカ
ウント、開く方向に移動するパルスを受けた時にタウン
カウントする。そしてこのアップタウンカウンタ16に
より、フィンカーlの移動距離か上記コンピュータ内の
差分器6ヘフイートハツクされる。又パルスジェネレー
タ17は、上記コンピュータ15内のゲイン乗算器7に
より決定されたフィンカーlの移動速度に応したパルス
を生成し、パルスモータトライバ18は、パルスジェネ
レータ17からのパルスを受けて、パルスモータ19を
作動させる。
次に上記ロボットハンド装置の把持動作を制御する為の
コンピュータ15の動作を、第3図のフローチャートに
基づいて説明する。
コンピュータ15の動作を、第3図のフローチャートに
基づいて説明する。
先ず駆動装置8をスタートさせて(S−1)フィンカー
lを閉しる方向に移動させ、フィンカー1の把持力Fか
止(F>O)となった瞬間を原点として、フィンカー1
の移動距#X−0とする(S−2)。
lを閉しる方向に移動させ、フィンカー1の把持力Fか
止(F>O)となった瞬間を原点として、フィンカー1
の移動距#X−0とする(S−2)。
次いて対象物3の剛性KをK。と仮定する(S−3)。
このK。の値は、予め適当に設定される。
次いて対象物3の剛性K(初めはに=Ko)と、予め設
定された目標把持力Rとより、フィンカー1の原点から
の11標移動距離xRを下記の式1に基づいて算出する
(S−4)。
定された目標把持力Rとより、フィンカー1の原点から
の11標移動距離xRを下記の式1に基づいて算出する
(S−4)。
X R−(a 十K ) R/ b K (式1)
(a、bは定数) 次いて位置偏差XE−XR−Xを算出する(S−5)。
(a、bは定数) 次いて位置偏差XE−XR−Xを算出する(S−5)。
初めは移動距離X=OであるからXPニーXRとなる。
次いて、算出された位置偏差xEに、予め設定された制
御ゲインGを乗じて、フィンカーlの移動速度となるモ
ータスピードMSを決定しく5−6)、パルスジェネレ
ータ17へ送出する。
御ゲインGを乗じて、フィンカーlの移動速度となるモ
ータスピードMSを決定しく5−6)、パルスジェネレ
ータ17へ送出する。
これにより、決定されたモータスピードMSてパルスモ
ータ19が回転して、フィンカーlか閉しる方向へ移動
する。それとともに把持力Fか増加する。
ータ19が回転して、フィンカーlか閉しる方向へ移動
する。それとともに把持力Fか増加する。
そしてアップタウンカウンタ16からのフィンカー1の
現在の移動距離Xと、A/Dコンバータ9からのフィン
ガー1の現在の把持力Fとをコンピュータ15へ入力し
く5−7) 、フィンカーlの歪量ε(t) −F/c
(cは定数)として、下記の式2に基づいて対象物3
の剛性を算出する(S−S)。
現在の移動距離Xと、A/Dコンバータ9からのフィン
ガー1の現在の把持力Fとをコンピュータ15へ入力し
く5−7) 、フィンカーlの歪量ε(t) −F/c
(cは定数)として、下記の式2に基づいて対象物3
の剛性を算出する(S−S)。
K=d −e(t) / (e−X(t) −e(t)
)(d、eは定数) (式2) そしてステップS−4に戻り、ステップS−8て算出さ
れた剛性の値を用いて、新たにII標移動距#xRを算
出する。つまり上記ステップ84〜8を繰返すことによ
り、フィンガーlの把持力Fは素早く目標把持力Rに達
し、フィンカー1は安定した動作で素早く対象物3を把
持することかてきる。
)(d、eは定数) (式2) そしてステップS−4に戻り、ステップS−8て算出さ
れた剛性の値を用いて、新たにII標移動距#xRを算
出する。つまり上記ステップ84〜8を繰返すことによ
り、フィンガーlの把持力Fは素早く目標把持力Rに達
し、フィンカー1は安定した動作で素早く対象物3を把
持することかてきる。
第4図は、上記ロボットハンド装置か、剛性の小さいス
ポンジを把持した場合(a)と、剛性の大きい分銅を把
持した場合(b)の、把持力の時間変化を測定した特性
図である。図で示す様にフィンカー1の把持力Fは、目
標把持力Rに素早く達し、しかもオーバーシュートや振
動を起こすこともない。
ポンジを把持した場合(a)と、剛性の大きい分銅を把
持した場合(b)の、把持力の時間変化を測定した特性
図である。図で示す様にフィンカー1の把持力Fは、目
標把持力Rに素早く達し、しかもオーバーシュートや振
動を起こすこともない。
〈発明の効果〉
以上述べた様に本発明のロボットハンド装置によれば、
対象物の剛性か未知である場合にも、剛性の大小に拘ら
ずその対象物を安定した動作で素早く把持することがて
きる。
対象物の剛性か未知である場合にも、剛性の大小に拘ら
ずその対象物を安定した動作で素早く把持することがて
きる。
第1図は、本発明のロボットハンド装置の構成を示すブ
ロック図、 第2図は、実施例の概略構成図、 第3図は、実施例におけるコンピュータの動作を示すフ
ローチャート、 第4図(a)、(b)は、実施例における特性図、 第5図(a)、(b)及び第6図(a)、(b)は、従
来例における特性図である。 l・・・ロボットフィンガー 2・・・ロボットハンド、3・・・対象物。 4・・・剛性検出器、 5・・・目標値変換器。 6・・・差分器。 8・・・駆動装置。
ロック図、 第2図は、実施例の概略構成図、 第3図は、実施例におけるコンピュータの動作を示すフ
ローチャート、 第4図(a)、(b)は、実施例における特性図、 第5図(a)、(b)及び第6図(a)、(b)は、従
来例における特性図である。 l・・・ロボットフィンガー 2・・・ロボットハンド、3・・・対象物。 4・・・剛性検出器、 5・・・目標値変換器。 6・・・差分器。 8・・・駆動装置。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ロボットフィンガーを移動させることによりその開閉度
を変えて対象物を把持するロボットハンド装置において
、 把持力を検出し得るロボットフィンガーを備えたロボッ
トハンドと、 前記ロボットフィンガーの移動距離と把持力とから対象
物の剛性を求める手段と、 該検出された対象物の剛性に基づいて、前記ロボットフ
ィンガーの目標把持力を目標移動距離に変換する手段と
、 該変換されたロボットフィンガーの目標移動距離と現在
の移動距離との位置偏差を求める手段と、 該位置偏差に制御ゲインを乗じて前記ロボットフィンガ
ーの移動速度を決定する手段と、該決定された移動速度
で前記ロボットフィンガーを移動させる駆動装置とを備
えたことを特徴とするロボットハンド装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19570788A JPH0248190A (ja) | 1988-08-05 | 1988-08-05 | ロボットハンド装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19570788A JPH0248190A (ja) | 1988-08-05 | 1988-08-05 | ロボットハンド装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0248190A true JPH0248190A (ja) | 1990-02-16 |
Family
ID=16345638
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19570788A Pending JPH0248190A (ja) | 1988-08-05 | 1988-08-05 | ロボットハンド装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0248190A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012086313A (ja) * | 2010-10-20 | 2012-05-10 | Toyota Motor Corp | ロボットハンドの制御装置、制御方法、及び制御用プログラム |
JP2016140956A (ja) * | 2015-02-03 | 2016-08-08 | キヤノン株式会社 | ロボットハンド制御方法及びロボット装置 |
-
1988
- 1988-08-05 JP JP19570788A patent/JPH0248190A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012086313A (ja) * | 2010-10-20 | 2012-05-10 | Toyota Motor Corp | ロボットハンドの制御装置、制御方法、及び制御用プログラム |
JP2016140956A (ja) * | 2015-02-03 | 2016-08-08 | キヤノン株式会社 | ロボットハンド制御方法及びロボット装置 |
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