JPS62152686A - Gripper - Google Patents

Gripper

Info

Publication number
JPS62152686A
JPS62152686A JP29396885A JP29396885A JPS62152686A JP S62152686 A JPS62152686 A JP S62152686A JP 29396885 A JP29396885 A JP 29396885A JP 29396885 A JP29396885 A JP 29396885A JP S62152686 A JPS62152686 A JP S62152686A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gripping
center
load
gripped
fingers
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.)
Granted
Application number
JP29396885A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0643036B2 (en
Inventor
柏木 邦雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Construction Machinery Co Ltd filed Critical Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority to JP60293968A priority Critical patent/JPH0643036B2/en
Publication of JPS62152686A publication Critical patent/JPS62152686A/en
Publication of JPH0643036B2 publication Critical patent/JPH0643036B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Manipulator (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 A、産業上の利用分野 本発明は、建設作業用マニピュレータや搬送川口ボット
のような把持装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A. Field of Industrial Application The present invention relates to a gripping device such as a manipulator for construction work or a conveyor Kawaguchi bot.

B、従来の技術 建設作業用マニピュレータ等、重量物を把持する把持装
置は、把持対象である被把持物体を安定に把持するため
に3木以りの把持指を具備するのが一般的であり、例え
ば第9図には、4木の把持指2a、2b、2cおよび2
dの先端に取付けた把持部3a、3b、3cおよび3d
により被把持物体1が把持されるものが示されている。
B. Conventional technology Gripping devices for grasping heavy objects, such as manipulators for construction work, are generally equipped with three or more grasping fingers in order to stably grasp the object to be grasped. For example, FIG. 9 shows four gripping fingers 2a, 2b, 2c and 2.
Grip parts 3a, 3b, 3c and 3d attached to the tip of d
The object 1 to be gripped is shown to be gripped.

なお、本川M+1 、l?では第9図に示すように定め
たx−y−2座標系により以下説明する。
Furthermore, Honkawa M+1, l? The following description will be made using the x-y-2 coordinate system defined as shown in FIG.

把持対象となる被把持物体lを最も安定して把持するた
めには、被把持物体lの重心が、各把持指2aと2bに
取付けられた把持部3aと3bとの離間距離の中心、換
、1゛すると複数の把持指の把持中心位置に位置される
ように把持する必要がある。すなわち、第1O図(a)
に示すように、被把持物体1の重心Gが、2つの把持部
3aと3bの各中心点Oaとobとを結ぶ縁立の中心煮
立。
In order to most stably grasp the object to be grasped, the center of gravity of the object to be grasped must be the center of the distance between the grasping parts 3a and 3b attached to the respective grasping fingers 2a and 2b. , 1'', it is necessary to grip the object so that it is positioned at the grip center position of a plurality of gripping fingers. That is, Figure 1O(a)
As shown in FIG. 1, the center of gravity G of the object to be grasped 1 is at the center of the edge connecting the center points Oa and ob of the two gripping parts 3a and 3b.

(λ、=見、=L/2でありこの点を把持中心位置と呼
ぶ)に位置ごれていると、被把持物体lを挟持する各一
対の把持部3aと3Cおよび3bと3dでそれぞれ分担
する荷重W1およびW2は等しくなるので 被把持物体
lが安定して把持される。ここで、Wは被把持物体lの
重量を表し、W=W、+W、である。
(λ, = viewing, = L/2, and this point is called the gripping center position), each pair of gripping parts 3a and 3C and 3b and 3d that grip the object to be gripped l, respectively. Since the shared loads W1 and W2 are equal, the object to be gripped l can be gripped stably. Here, W represents the weight of the object to be grasped l, and W=W, +W.

しかし、第10図(b)のように、重心Gが中心点党。However, as shown in Figure 10(b), the center of gravity G is the center point.

からずれてしまう (文1″−4z≠L/2)と、一方
の一対の把持部3aと30が分担する荷IIIW + 
よりも他方の一対の把持部3bと3dが分11−1する
荷重W2が太きくなってしまう。また、第10図(C)
のように重心Gが把持部3aと3bとの間に存在せず、
その外側に位置するような場合には、一対の把持部3b
と3dが物体1の重量W以トの荷’F−W 2を分担し
なければならなくなってしまう。
(sentence 1″-4z≠L/2), the load IIIW + shared by one pair of gripping parts 3a and 30
The load W2 applied to the other pair of gripping portions 3b and 3d by 11-1 becomes thicker than that. Also, Figure 10 (C)
As in, the center of gravity G does not exist between the gripping parts 3a and 3b,
If it is located on the outside, a pair of gripping parts 3b
and 3d will have to share the load 'FW2 which is greater than the weight W of object 1.

このように荷iTI:の分担が偏ると、大きな荷重を分
担する把持部の把持性能が悪化し、把持部と被把持物体
との間の最大摩擦力以北の荷重分担となった場合には、
被把持物体1が把持部からに′g落してしまうことにな
る。そこで従来は、このような被把持物体1の滑落を防
止するため、把持部による把持力を大きくして最大摩擦
力を大きくするようにしていた。
If the load iTI: is unevenly shared in this way, the gripping performance of the gripping part that shares a large load will deteriorate, and if the load distribution is north of the maximum frictional force between the gripping part and the gripped object, ,
The object to be gripped 1 will fall from the gripping portion by a distance of 100 g. Conventionally, in order to prevent the gripped object 1 from slipping off, the gripping force of the gripping section is increased to increase the maximum frictional force.

C8発明が解決しようとする問題点 しかし、最大摩擦力を太きくすると1把持対象である被
把持物体lが把持部によって押し造されて破壊されたり
、変形されたりしてしまう。また、把持力を増加させる
ためには1把持装置の構造が複雑となったり、装置が大
型化されたりしてしまう。
C8 Problems to be Solved by the Invention However, if the maximum frictional force is increased, the gripped object l, which is the object to be gripped, will be pressed by the gripping section and destroyed or deformed. Furthermore, in order to increase the gripping force, the structure of one gripping device becomes complicated and the device becomes larger.

本発明の目的は、被把持物体を破壊したり変形したりす
ることのない必要最小限の把持力で物体を把持すること
ができ、しかも物体を安定して把持することのできる把
持装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a gripping device that can grip an object with the minimum necessary gripping force without destroying or deforming the object to be gripped, and that can also stably grip the object. It's about doing.

D0問題点を解決するための手段 り記の目的を達成するため本発明に係る把持装置は、少
なくとも3本の把持指と、それら把持指に3自由度を与
えるアクチュエータ群とを備えた把持装置において、把
持指に設けられその把持指が把持している被把持物体に
おける各把持指の分11荷重を検出する荷重検出手段と
、その検出結果から被把持物体の重心位置を算出すると
ともに、複数の把持指による把持中心位置と重心位置と
のずれ!llを算出する演算手段と、把持指による被把
持物体の把持位置を変更してずれ:i:、を補正するよ
う番こアクチュエータを制御するアクチュエータ制iJ
U丁一段と、ずれj山が所定以下になるまで荷重検出、
ずれ+4’5 fjf算および把持位置の変更を順次に
繰返1〜で実行すように上記各手段な制御するシーケン
ス制御手段とを共面したことを特徴とする。
Means for Solving the D0 Problem In order to achieve the object described above, a gripping device according to the present invention includes at least three gripping fingers and an actuator group that provides three degrees of freedom to the gripping fingers. In the present invention, load detection means is provided on the gripping fingers and detects the load of each gripping finger on the gripped object gripped by the gripping fingers; Disparity between the gripping center position and the center of gravity position by the gripping fingers! a calculation means for calculating ll, and an actuator control iJ for controlling the guard actuator to correct the deviation: i: by changing the grasping position of the object to be grasped by the grasping fingers.
The load is detected one by one until the deviation J is below the specified level.
The present invention is characterized in that a sequence control means for controlling each of the above means so as to sequentially execute the calculation of the deviation +4'5 fjf and the change of the gripping position in steps 1 to 1 is provided on the same surface.

E1作用 被把持物体を把持して保持したときの複数の把持指の分
担荷重を荷重検出手段で測定し、その測定結果に基づい
て、演算手段は、被把持物体の重心位置を算出するとと
もに複数の把持指による把持中心位置と重心位置とのず
れ量を算出する。ずれ量が所定値を越えている場合には
アクチュエータを駆動して支持されている被把持物体を
いったん下ろした後に、ずれ:直に応じてアクチュエー
タにより把持位置を制御して重心位置と把持指における
把持中心位置とを一致させる。シーケンス制御手段の作
用の下にずれ量が所定値以下になるまで荷重測定、ずれ
に演算および把持位置の補正を繰返して行なう。
E1 action The load detection means measures the shared load of the plurality of grasping fingers when grasping and holding the object to be grasped, and based on the measurement result, the calculation means calculates the position of the center of gravity of the object to be grasped. The amount of deviation between the gripping center position and the gravity center position by the gripping fingers is calculated. If the amount of deviation exceeds a predetermined value, the actuator is driven to lower the supported object to be gripped, and then the actuator controls the gripping position according to the deviation and adjusts the position of the center of gravity and the gripping fingers. Match the grip center position. Under the action of the sequence control means, the load measurement, calculation for the deviation, and correction of the gripping position are repeated until the deviation amount becomes equal to or less than a predetermined value.

F、実施例 以下、図示した実施例に基づいて、本発明に係る把持装
置を具体的に説明する。
F. Examples Hereinafter, the gripping device according to the present invention will be specifically explained based on the illustrated examples.

本実施例では、第9図に示した把持指2a〜2dと把持
部3a〜3dとが、二軸荷重検出器としてのピン形ロー
ドセル4a〜4dで連結され、各連結部に作用するXお
よびy方向の荷重がビン形ローFセル4a−4dで検出
されるようになっている。ここで、ビン形ロードセル4
a〜4dは荷重検出手段を構成する。
In this embodiment, the gripping fingers 2a to 2d and the gripping parts 3a to 3d shown in FIG. 9 are connected by pin type load cells 4a to 4d as biaxial load detectors, and the X and The load in the y direction is detected by the bottle-shaped low F cells 4a-4d. Here, the bottle-shaped load cell 4
a to 4d constitute load detection means.

第1図は本実施例の制御ブロックを示し、ピン形ロード
セル4a〜4dはCPU等で構成された演算手段5に接
続され、演算手段5では後述するように被把持物体lの
重心およびずれ量を演算し、そのずれ量の結果をアクチ
ュエータ制御手段6に供給する。その制御手段6は、各
把持指2a〜2dをX方向、X方向および2方向に駆動
させるアクチュエータ群7に所定の制御信号を供給し、
把持部3a〜3dによる被把持物体1の把持位置をずれ
着に応じて補正するようになっている。
FIG. 1 shows a control block of this embodiment, and the pin type load cells 4a to 4d are connected to a calculation means 5 composed of a CPU etc., and the calculation means 5 calculates the center of gravity and the amount of deviation of the object l to be gripped, as will be described later. is calculated, and the result of the amount of deviation is supplied to the actuator control means 6. The control means 6 supplies a predetermined control signal to a group of actuators 7 that drive each of the gripping fingers 2a to 2d in the X direction, the X direction, and two directions.
The gripping position of the gripped object 1 by the gripping parts 3a to 3d is corrected in accordance with the misalignment.

演算子段5はロードセル4a〜4dの出力信号から、一
方の一対の把持部3aと30が分担する荷重W!と他方
の一対の把持部3bと3dが分担する荷重W2とを求め
、これら分担荷重W1 。
The operator stage 5 determines the load W to be shared by one pair of gripping parts 3a and 30 from the output signals of the load cells 4a to 4d! and the load W2 shared by the other pair of gripping parts 3b and 3d, and these shared loads W1.

W2から被把持物体lの重心Gの位置を求めるとともに
、重心Gの位ごと、把持部3aの中心点Oaと把持部3
bの中心点obとを結ぶ縁立の中心位置文。どの偏差Z
o  (第10図(b)参照)を求める。
The position of the center of gravity G of the object to be gripped l is determined from W2, and the center point Oa of the gripping part 3a and the gripping part 3 are determined for each position of the center of gravity G.
The center position sentence of the edge that connects the center point ob of b. Which deviation Z
o (see Figure 10(b)).

以下、演算手段5による演算について説明する。Hereinafter, the calculation by the calculation means 5 will be explained.

第2図を参照するに、被把持物体lが垂直方向に姿勢制
御されている把持部3a〜3dに把持されている場合に
は、一方の一対の把持部3a。
Referring to FIG. 2, when the object l to be gripped is gripped by the gripping parts 3a to 3d whose posture is controlled in the vertical direction, one of the pair of gripping parts 3a.

3cによる把持力F、は、ビン形ロードセル4a、4c
のX軸方向の検出出力Fxa=Fxcで示され、また、
一対の把持部3a 、3cによる分担荷重WIは、ピン
形ロードセル4a 、4cのy軸方向の4検出出力F 
!a + F!cとの和、すなわち、Wl =Fya+
Fycで示される。また、他方の一対の把持部3b、3
dによる把持力F2も同様にして、ロードセル4b、4
dのX軸方向の検出出力Fxb=Fxdで示され、分担
荷重W2は、y軸方向の検出出力FubとFydとの和
から、W2=Fyb+Fydで示される。
The gripping force F due to 3c is the bottle-shaped load cell 4a, 4c.
The detection output in the X-axis direction is expressed as Fxa=Fxc, and
The shared load WI by the pair of gripping parts 3a and 3c is the 4 detection output F in the y-axis direction of the pin type load cells 4a and 4c.
! a+F! The sum with c, that is, Wl =Fya+
Denoted by Fyc. Moreover, the other pair of gripping parts 3b, 3
Similarly, the gripping force F2 due to d is applied to the load cells 4b, 4.
The detected output in the X-axis direction of d is expressed as Fxb=Fxd, and the shared load W2 is expressed as W2=Fyb+Fyd from the sum of the detected outputs Fub and Fyd in the y-axis direction.

第3図に示すように把持物体lがある傾きをもって姿勢
制御されている把持部3a〜3dに把持されている場合
には、分担荷重W1のX方向成分W1xがW 1!= 
F zc −F xaとなり、y方向成分wtyがW 
ly= F IC+ F yaとなるので、分担荷重と
なる。
As shown in FIG. 3, when the gripped object l is gripped by the gripping parts 3a to 3d whose posture is controlled with a certain inclination, the X-direction component W1x of the shared load W1 is W1! =
F zc −F xa, and the y-direction component wty is W
Since ly=F IC+F ya, it becomes a shared load.

なお、第2図および第3図では、分担荷重wlの作用点
が一対の把持部3aと3cとのX方向における中心位1
4となっているが、その作用点が中心からX方向に偏倚
していても、各ピン形ロードセル4a、4Cのy軸方向
の検出出力FyaとFycとが異なるだけで、」二記(
り式の値は変らない。
In addition, in FIG. 2 and FIG. 3, the point of action of the shared load wl is located at the center 1 in the X direction of the pair of gripping parts 3a and 3c.
4, but even if the point of action is offset from the center in the
The value of the expression does not change.

このようにして求められた分担荷重W、、W2の値から
、次のように重心Gの位置を求める。
From the values of the shared loads W, . . . W2 determined in this way, the position of the center of gravity G is determined as follows.

第10図(a)において、荷重Wlの作用点から重心G
までの距離を見8、荷重W2の作用点から重心Gまでの
距離を見2、荷重W1とW2の作用点間の距離をLとす
れば、 W、X文r  =Wz XJLz          
 (2)となり、9.1十立2=Lであるから、(2)
式はW、X!;L、=W2X (L−文t )    
 (3)と書き直すことができる。(3)式から交、を
求めると、 となる、なお、作用点間の距giLは、把持部3aと3
bおよび3cと3dの中心間距離で既知である。
In Fig. 10(a), from the point of application of the load Wl to the center of gravity G
8, find the distance from the point of application of load W2 to the center of gravity G2, and let the distance between the points of application of loads W1 and W2 be L, then W, X sentence r = Wz XJLz
(2), and since 9.1 Jutachi 2 = L, (2)
The formula is W,X! ;L,=W2X (L-sentence t)
It can be rewritten as (3). If we find the intersection from equation (3), we get: The distance giL between the points of action is the grip part 3a and 3
b and the center-to-center distances of 3c and 3d are known.

したがって、把持部3aと3bとの中心位置、すなわち
把持指の把持中心位4文。に対する重心Gの位置のずれ
呈Zoは、 と表わすことができる。
Therefore, the center position of the gripping parts 3a and 3b, that is, the gripping center position of the gripping fingers. The deviation Zo of the position of the center of gravity G with respect to can be expressed as follows.

次に、第4図に示すフローチャートによって本実施例に
おける手順を説明する。
Next, the procedure in this embodiment will be explained with reference to the flowchart shown in FIG.

まず、所定の起動信号に応答してシーケンス制御手段8
からアクチュエータ制御手段6に制御信号が供給される
と、アクチュエータ群7が駆動制御され、把持対象とな
る被把持物体lをつかんで僅かに持ち上げ、ロードセル
4a、4cによってX方向の把持力Fxa、Fxcおよ
びy方向の分担荷重Fya、Fycを検出する。これら
の検出された値に基づいて、(1)式より分担荷重W1
を計算して求める。同様に、把持部3b 、3dに設け
られたロードセル4b、4dからの検出値により分担荷
重W2を計算して求める。
First, in response to a predetermined activation signal, the sequence control means 8
When a control signal is supplied to the actuator control means 6 from and the shared loads Fya and Fyc in the y direction are detected. Based on these detected values, the shared load W1 is calculated from equation (1).
Calculate and find. Similarly, the shared load W2 is calculated and determined based on the detected values from the load cells 4b and 4d provided on the gripping parts 3b and 3d.

そして、求められた分担荷重W1およびW2に基づいて
、(4)式および(5)式よりずれ、fl z 。
Then, based on the calculated shared loads W1 and W2, fl z is deviated from equations (4) and (5).

を計算して求める。このずれ量z0が、設定値に、との
関係で1Zol<Klである場合には、被把持物体1が
安定に把持されているとみなし。
Calculate and find. If this deviation amount z0 is 1Zol<Kl in relation to the set value, it is assumed that the object to be grasped 1 is stably grasped.

所定のアクチュエータを駆動してそのまま所定の位置ま
で移動する111201<Klでない場合には、被把持
物体lをいったんおろし、アクチュエータにより把持部
3a〜3dを20に相当する距離だけZ方向にずらし、
アクチュエータを駆動して再び把持して上記計算を行う
。このような作業を1Zol<Klとなるまで繰り返せ
ば、重心Gからの重力の作用線が、各一対の把持部3a
Driving a predetermined actuator and moving to a predetermined position as it is 111201 If Kl is not satisfied, the object to be grasped l is lowered once, and the actuator shifts the grasping parts 3a to 3d by a distance corresponding to 20 in the Z direction,
The above calculation is performed by driving the actuator and gripping again. If such operations are repeated until 1Zol<Kl, the line of action of gravity from the center of gravity G will be
.

3cと3b、3dとの間の中心文。を通るように把持す
ることができる。
Central sentence between 3c, 3b, and 3d. It can be grasped so that it passes through.

なお、第3図のように傾いた場合には、荷重W1.!:
W2のy方向成分の比率は等しく、Wly/W 1=W
2y/w2 となるので、(4)式、(5)式のW、 、 W、、の
代わりにwty 、 W2yを用いることもできる。こ
の場合、W ly 、 W2yはロードセル4a〜4d
c7)y軸方向検出出力F ya −F ydにより。
In addition, when it is tilted as shown in FIG. 3, the load W1. ! :
The ratio of the y-direction components of W2 is equal, Wly/W 1=W
2y/w2, so wty and W2y can be used instead of W, , W, , in equations (4) and (5). In this case, W ly and W2y are load cells 4a to 4d
c7) Based on the y-axis direction detection output F ya −F yd.

W1y=Fya+Fyc W2y= Fyb十Fyd と表わすことができ、計算が簡略化される。W1y=Fya+Fyc W2y = Fyb ten Fyd This can be expressed as , which simplifies the calculation.

ところで、第2図や第10図(a)〜(C)で説明した
ものは、把持部3aの中心点Oaと把持部3bの中心点
Obとを結んだ縁立の上に被把持物体lの重心Gがある
が、重心Gが上記縁立上にない場合、例えば、第5図(
a)に示すように縁立よりもy方向に距離yoだけ、換
言するとずれ量y0だけ縁立より上方に重心Gが位置す
る場合には、被把持物体1をつかんだ後の搬送姿勢も考
慮しなくてはならない。
By the way, in the case explained in FIG. 2 and FIGS. 10(a) to (C), the object to be grasped l is placed on the edge connecting the center point Oa of the gripping part 3a and the center point Ob of the gripping part 3b. However, if the center of gravity G is not on the edge mentioned above, for example, in Fig. 5 (
As shown in a), when the center of gravity G is located above the edge stand by a distance yo in the y direction, in other words, by the amount of deviation y0, the conveyance posture after gripping the object 1 is also taken into account. I have to.

すなわち、把持装置の姿勢を常に一定に保って把持物体
lを運搬すれば、被把持物体lの重量の作用線が常に把
持指の把持中心位ml◇を通るので、各一対の把持部3
aと3cおよび3bと3dでそれぞれ分担される荷重W
+  、W2は変化せず、安定した搬送が行なえる。と
ころが、把持装置の姿勢が途中で変化する時、例えば第
5図(b)に示すように把持部3aと3bとを結ぶ線見
が傾く場合には、各一対の把持部3aと3cおよび3b
と3dの荷重分担W、、W2が変わってしまう。
That is, if the gripping device always keeps the posture constant and the gripped object l is transported, the line of action of the weight of the gripped object l always passes through the gripping center position ml◇ of the gripping fingers, so that each pair of gripping parts 3
Load W shared between a and 3c and 3b and 3d, respectively
+, W2 does not change, and stable conveyance can be performed. However, when the posture of the gripping device changes midway, for example, if the line connecting the gripping parts 3a and 3b tilts as shown in FIG. 5(b), each pair of gripping parts 3a, 3c, and 3b
and 3d's load sharing W,, W2 changes.

従って、搬送途中に把持装置の姿勢が変わる場合には、
次のような演算に基づいて、把持部3aおよび3bの各
中心点OaとObとを結んだ縁立上に被把持物体1の重
心Gが位置するようにy方向につかみ直すことも必要と
なる。
Therefore, if the posture of the gripping device changes during transportation,
Based on the following calculation, it is also necessary to regrasp the object 1 in the y direction so that the center of gravity G of the object 1 is located on the edge connecting the center points Oa and Ob of the gripping parts 3a and 3b. Become.

この場合の演算手段5による演算例を次に述べる。An example of calculation by the calculation means 5 in this case will be described below.

第5図(b)を参照するに、縁立が傾いた場合、把持部
3aおよび3bの各中心点Oaおよびobから重心Gま
での距#見!および!12は、11 +12 =I、x
 Cosθ と表わせるから、上記(4)式は、 と表わせる。(6)式のWIおよびW2は2方向の力の
成分であり、Xおよびy方向の2軸筒重を検出するよう
にしたピン形ロードセル4a〜4dでは2方向の力成分
を検出することができないが、:frJS図(b)ニオ
イテ、Wl’t−34:ヒW2°テ示シタy軸方向の荷
重はピン形ロードセル4a〜4dのy軸方向検出出力か
られかり、その荷重Wl゛およびW2’について、 W1’=W、 X cost、  W2’=W2 X 
cosOが成り立つから、上記(6)式は、 と表わすことができ、ピン形ロードセル4a〜4dから
のy +l+方向検出出力に基づいて検出されたWl“
 、W2′を用いて距#交!を計算することができる。
Referring to FIG. 5(b), when the veranda is tilted, the distance from the center points Oa and ob of the gripping parts 3a and 3b to the center of gravity G is measured. and! 12 is 11 +12 = I, x
Since it can be expressed as Cosθ, the above equation (4) can be expressed as follows. WI and W2 in equation (6) are force components in two directions, and the pin type load cells 4a to 4d, which are designed to detect biaxial cylinder loads in the X and y directions, can detect force components in two directions. The load in the y-axis direction is determined from the detection output in the y-axis direction of the pin type load cells 4a to 4d, and the load Wl' and Regarding W2', W1'=W, X cost, W2'=W2 X
Since cosO holds true, the above equation (6) can be expressed as follows.
, distance #intersection using W2′! can be calculated.

また、同様に距離交、も と表わすことができる。Similarly, distance exchange is also It can be expressed as

従って、第5図(C)から、縁立から重心Gまでのy方
向の距My。について、 が成り立つので、距離y0は、 と表わすことができる。なお、把持部3a〜3dの各中
心点Oa〜Odを含む面の傾き角度0は、マニピュレー
タ等の把持装置の各関節角から計算することができる。
Therefore, from FIG. 5(C), the distance My in the y direction from the veranda to the center of gravity G. Since the following holds for the distance y0, the distance y0 can be expressed as follows. Incidentally, the inclination angle 0 of the plane including the respective center points Oa to Od of the gripping parts 3a to 3d can be calculated from each joint angle of the gripping device such as a manipulator.

このようにして、上記孔am: ”l oが求められる
ので、Voが零となるように把持部3a〜3dによる把
持装置を変更すれば、重心Gが縁立上に位置し、把持装
置による被把持物体lの把持姿勢が変わっても、各一対
の把持部3aと3Cおよび3bと3dによる荷重分担は
一定であり、安定した把持ができる。
In this way, the above-mentioned hole am: ``lo'' is obtained, so if the gripping device by the gripping parts 3a to 3d is changed so that Vo becomes zero, the center of gravity G is located on the edge rise, and the gripping device Even if the gripping posture of the gripped object l changes, the load sharing by each pair of gripping parts 3a and 3C and 3b and 3d remains constant, allowing stable gripping.

この場合の手順を、第6図に示すフローチャートを用い
て説明する。なお、第6図に示す手順は第4図に示した
手順により2方向の重心位置の補正を終えた後に実行す
るものである。
The procedure in this case will be explained using the flowchart shown in FIG. The procedure shown in FIG. 6 is executed after the center of gravity position in two directions has been corrected by the procedure shown in FIG. 4.

まず1把持物体1をつかんで僅かに持ち上げ、y−z面
内で予め設定した角度0だけ把持指2a〜2dを回転さ
せ、ロードセル4a〜4dからの検出信号により各方向
の荷重F xa −F xdおよびFya−Fydを検
出する。
First, grip the object 1 and lift it slightly, rotate the gripping fingers 2a to 2d by a preset angle of 0 in the y-z plane, and apply the load Fxa -F in each direction according to the detection signals from the load cells 4a to 4d. Detect xd and Fya-Fyd.

そして4、これらの検出した値に基づいて、W1′およ
びW2°をそれぞれ(1)式により計算して求め、この
計算結果を用いて、(10)式により距離y0を計算す
る。そして、算出されたyoの絶対値と設定値に2とを
比較し、l ’lo l <K2であれば、被把持物体
1をそのまま所定の位置まで移動させる。また、1Yo
l<Kzでない場合には、被把持物体lを元に戻すべく
回動角0だけ回転させてからいったんおろし、求めた距
11fI y oだけアクチュエータにより把持部3a
〜3dによる把持位置を補正して再び把持する。そして
、l Yo  I <K2が満足されるまで同様の手順
を繰り返すことになる。
4. Based on these detected values, W1' and W2° are each calculated using equation (1), and distance y0 is calculated using equation (10) using the calculation results. Then, the calculated absolute value of yo is compared with the set value 2, and if l'lo l <K2, the grasped object 1 is directly moved to a predetermined position. Also, 1Yo
If l<Kz, the gripped object l is rotated by a rotation angle of 0 to return to its original position, and then lowered, and the gripping part 3a is moved by the actuator by the calculated distance 11fI y o.
- Correct the grip position according to 3d and grip again. Then, the same procedure is repeated until l Yo I <K2 is satisfied.

次に、第4図に示す手順と第6図に示す手順とを同時に
実行、すなわち、上記2方向のずれ量Zoとy方向の距
# y oとを同時に演算して同時に補正する手順につ
いて説明する。
Next, a description will be given of a procedure for simultaneously executing the procedure shown in FIG. 4 and the procedure shown in FIG. do.

この場合の演算方法についてまず以下説明する。The calculation method in this case will first be explained below.

第7図(a)に示すZ方向のずれ量Zoの値は、前述し
た(5)式より計算することができる。そして、第7図
(c)から、距#yOについて、yo X 5inO=
17 X cosO−12’が成すマ1つから、距# 
y oは、 と表わされ、これにより距離Yoを計算することができ
る。
The value of the shift amount Zo in the Z direction shown in FIG. 7(a) can be calculated from the above-mentioned equation (5). Then, from FIG. 7(c), for the distance #yO, yo X 5inO=
From one square formed by 17 X cosO-12', the distance #
y o is expressed as follows, and the distance Yo can be calculated from this.

このようにして、zoおよびToが求められるから、こ
れらの値が零となるように把持部3a〜3dによる把持
位置をy方向および2方向についてアクチュエータによ
り並行して変更すれば、Zoおよびyoの補正が一度に
できる。
Since zo and To are obtained in this way, if the gripping positions of the gripping parts 3a to 3d are changed in parallel with the actuators in the y direction and two directions so that these values become zero, Zo and yo can be obtained. Corrections can be made at once.

この場合の手順について第8図に示すフローチャートを
参照して説明する。まずずれ量z0の値を求め、次に被
把持物体lを所定角θだけ傾けてずれG yoを計算し
て求める。これら各値の絶対イ1612゜1.1yol
の値を設定値に、およびに2と比較し、両者が設定値に
、およびに2よりも小さいと判定された後に被把持物体
lを搬送する。Iz、Iおよび/または1y01かに1
および/またはに2よりもそれぞれ大きい場合には、I
Zol<K+およ、び、 l Yo l <K2となる
まで同じ手順を繰り返す。
The procedure in this case will be explained with reference to the flowchart shown in FIG. First, the value of the displacement amount z0 is determined, and then the grasped object l is tilted by a predetermined angle θ and the displacement G yo is calculated and determined. The absolute value of each of these values is 1612°1.1yol
The value of is compared with the set value and 2, and after it is determined that both are smaller than the set value and 2, the grasped object l is conveyed. Iz, I and/or 1y01 crab 1
and/or are each greater than 2, then I
The same procedure is repeated until Zol<K+ and lYol<K2.

以上の実施例では把持指が4木の場合について説明した
が、3本あるいは5本以上の把持指を備えた把持装置の
場合も、各把持部の荷重の分担率から被把持物体の重心
を求めることができるので1重心が各把持指の把持中心
に位置するように把持位置を補正することにより、上述
したと同様に安定した搬送が可能となる。
In the above embodiment, the case where there are four gripping fingers has been explained, but in the case of a gripping device equipped with three or five or more gripping fingers, the center of gravity of the object to be gripped can be determined based on the load sharing ratio of each gripping part. By correcting the gripping position so that the center of gravity is located at the gripping center of each gripping finger, stable conveyance is possible in the same way as described above.

G1発明の詳細 な説明したように、この発明に係る把持装置では、被把
持物体の重心位置を把持指の把持中心位置に一致させて
搬送するようにしたから、次に述べる効果を有する。
As described in detail of the G1 invention, the gripping device according to the present invention conveys the object to be gripped with its center of gravity aligned with the gripping center position of the gripping fingers, so that it has the following effects.

(1)  被把持物体の重心が各把持指間の中心に位置
した状態で被把持物体を把持できるので、安定した把持
状態を確保することができる。
(1) Since the object to be gripped can be gripped with the center of gravity of the object positioned at the center between the gripping fingers, a stable gripping state can be ensured.

(2) 被把持物体の重量が各把持部に均等に分担され
るので、必要最小限の把持力とすることができ、重心位
置に応じた位置補正を行なわない場合と比べると、同一
の把持力でもその把持能力が向上する。
(2) Since the weight of the object to be gripped is equally distributed to each gripping section, the gripping force can be kept to the minimum necessary, and compared to the case where position correction according to the center of gravity position is not performed, the same gripping force can be maintained. Force also improves its gripping ability.

(3) 必要最小限の把持力でよいから、被把持物体を
破壊したり変形したりするおそれが少ない。
(3) Since only the minimum necessary gripping force is required, there is little risk of breaking or deforming the object to be gripped.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、この発明に係る物体把持装置の一実施例の制
御系統を示すブロック図、第2図は把持物体を把持した
状態にある一対の把持部の正面図用の一実施例における
処理手順例を示すフローチャート、第5図(a)乃至第
5図(C)はy方向のずれ量の演算方法を説明する図、
第6図はその処理手順例を示すフローチャート、第7図
(a)乃至第7図(C)はyおよびZ方向のずれ量の演
算方法を説明する図、第8図はその処理手順例を示すフ
ローチャート、第9図は、被把持物体が把持指によって
把持された状yEの斜視図、第1O図(a)〜(c)は
従来の把持装置の問題点を説明するための図であると共
に、Z方向のずれ量の演算方法を説明するための図であ
る。 l:把持物体  2a〜2d:把持指 3a〜3d:把持部   4a〜4d: ロードセル6
:アクチュエータ制御手段 7:アクチュエータ群 8ニジ−ケンス制御手段 出 願 人  日立建機株式会社 代理人弁理士  永 井 冬 紀 第1図 第2図 C1 第4図 第5図 第6図 第7図 第8図 4b(4d) 第10図
FIG. 1 is a block diagram showing a control system of an embodiment of an object gripping device according to the present invention, and FIG. 2 is a front view of a pair of gripping parts in a state of gripping an object. A flowchart showing a procedure example, FIGS. 5(a) to 5(C) are diagrams explaining a method of calculating the amount of deviation in the y direction,
FIG. 6 is a flowchart showing an example of the processing procedure, FIGS. 7(a) to 7(C) are diagrams explaining the method of calculating the amount of deviation in the y and Z directions, and FIG. 8 is an example of the processing procedure. FIG. 9 is a perspective view of a state yE in which an object to be grasped is grasped by grasping fingers, and FIGS. 1O (a) to (c) are diagrams for explaining problems of the conventional grasping device. FIG. 4 is a diagram for explaining a method of calculating the amount of deviation in the Z direction. l: Gripping object 2a to 2d: Gripping fingers 3a to 3d: Gripping portion 4a to 4d: Load cell 6
:Actuator control means 7:Actuator group 8Nijiken control means Applicant: Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Representative Patent Attorney Fuyuki Nagai Figure 1 Figure 2 C1 Figure 4 Figure 5 Figure 6 Figure 7 8 Figure 4b (4d) Figure 10

Claims (1)

【特許請求の範囲】 少なくとも3本の把持指と、それら把持指に3自由度を
与えるアクチュエータ群とを備えた把持装置において、 把持指に設けられその把持指が把持している被把持物体
における各把持指の分担荷重を検出する荷重検出手段と
、 その検出結果から前記被把持物体の重心位置を算出する
とともに、前記複数の把持指による把持中心位置と前記
重心位置とのずれ量を算出する演算手段と、 前記把持指による被把持物体の把持位置を変更してずれ
量を補正するようにアクチュエータを制御するアクチュ
エータ制御手段と、 ずれ量が所定以下になるまで荷重検出、ずれ量演算およ
び把持位置の変更を順次に繰返して実行すように前記各
手段を制御するシーケンス制御手段と、を具備したこと
を特徴とする把持装置。
[Scope of Claims] A gripping device including at least three gripping fingers and a group of actuators that provide three degrees of freedom to the gripping fingers, wherein the gripping fingers are provided with actuators that act on the gripped object gripped by the gripping fingers. a load detection means for detecting the shared load of each grasping finger; and calculating the center of gravity position of the object to be grasped from the detection result, and calculating the amount of deviation between the center position of the grasping object by the plurality of grasping fingers and the center of gravity position. a calculation means; an actuator control means for controlling an actuator to correct the amount of deviation by changing the gripping position of the object to be gripped by the gripping fingers; and load detection, calculation of the amount of deviation, and gripping until the amount of deviation becomes a predetermined amount or less. A gripping device comprising: sequence control means for controlling each of the means so as to sequentially and repeatedly change the position.
JP60293968A 1985-12-26 1985-12-26 Gripping device Expired - Lifetime JPH0643036B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60293968A JPH0643036B2 (en) 1985-12-26 1985-12-26 Gripping device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60293968A JPH0643036B2 (en) 1985-12-26 1985-12-26 Gripping device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS62152686A true JPS62152686A (en) 1987-07-07
JPH0643036B2 JPH0643036B2 (en) 1994-06-08

Family

ID=17801521

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60293968A Expired - Lifetime JPH0643036B2 (en) 1985-12-26 1985-12-26 Gripping device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0643036B2 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012139758A (en) * 2010-12-28 2012-07-26 Toyota Motor Corp Gripping device
JP2013094813A (en) * 2011-10-31 2013-05-20 Honda Motor Co Ltd Load calculating method during conveyance and load calculating system during conveyance
JP2014018931A (en) * 2012-07-20 2014-02-03 Seiko Epson Corp Control system, program and control method of machinery
JP2014128869A (en) * 2012-12-27 2014-07-10 Hyundai Motor Company Co Ltd Robot gripper and robot gripper control method
CN104108104A (en) * 2013-04-18 2014-10-22 发那科株式会社 Control Device For Robot For Conveying Workpiece
JP2020032507A (en) * 2018-08-31 2020-03-05 ファナック株式会社 Robot hand
CN112236272A (en) * 2018-07-13 2021-01-15 欧姆龙株式会社 Gripping posture evaluation device and gripping posture evaluation program

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5976795A (en) * 1982-10-23 1984-05-01 落合 芳博 Manipulator

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5976795A (en) * 1982-10-23 1984-05-01 落合 芳博 Manipulator

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012139758A (en) * 2010-12-28 2012-07-26 Toyota Motor Corp Gripping device
JP2013094813A (en) * 2011-10-31 2013-05-20 Honda Motor Co Ltd Load calculating method during conveyance and load calculating system during conveyance
JP2014018931A (en) * 2012-07-20 2014-02-03 Seiko Epson Corp Control system, program and control method of machinery
JP2014128869A (en) * 2012-12-27 2014-07-10 Hyundai Motor Company Co Ltd Robot gripper and robot gripper control method
CN104108104A (en) * 2013-04-18 2014-10-22 发那科株式会社 Control Device For Robot For Conveying Workpiece
JP2014210311A (en) * 2013-04-18 2014-11-13 ファナック株式会社 Control device of robot carrying work
US9296103B2 (en) 2013-04-18 2016-03-29 Fanuc Corporation Control device for robot for conveying workpiece
CN112236272A (en) * 2018-07-13 2021-01-15 欧姆龙株式会社 Gripping posture evaluation device and gripping posture evaluation program
EP3822048A4 (en) * 2018-07-13 2021-12-01 OMRON Corporation Gripping attitude evaluating device, and gripping attitude evaluating program
CN112236272B (en) * 2018-07-13 2024-01-30 欧姆龙株式会社 Gripping posture evaluation device and gripping posture evaluation program
JP2020032507A (en) * 2018-08-31 2020-03-05 ファナック株式会社 Robot hand
US11123877B2 (en) 2018-08-31 2021-09-21 Fanuc Corporation Robot hand

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0643036B2 (en) 1994-06-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11738456B2 (en) Palletizing boxes
US10875190B2 (en) Patterned and instrumented directional adhesives for enhanced gripping with industrial manipulators
US10150215B2 (en) Robot control device and robot
CN102642201B (en) Work picking system
JP3876234B2 (en) Connector gripping device, connector inspection system and connector connection system equipped with the same
US6845295B2 (en) Method of controlling a robot through a singularity
CN107363830B (en) Robot control device, robot, and robot system
CN107175672A (en) Robot controller, robot and robot system
JPS62152686A (en) Gripper
US20210031360A1 (en) Article transport system having plurality of movable parts
JP4211701B2 (en) Robot hand gripping control device
Son et al. Tactile sensing and stiffness control with multifingered hands
JP2020055087A (en) Robot system comprising feeding device and feeding table device
JPWO2019065426A1 (en) Robot hand and robot hand control method
Son Optimal control planning strategies with fuzzy entropy and sensor fusion for robotic part assembly tasks
JP2002036159A (en) Control method of robot hand
JP2007160437A (en) Positioning robot
KR20230112359A (en) Multi-joint robot having vision inspection fuction
JP2763613B2 (en) Industrial robot interference check method
JPH04146090A (en) Article holding and moving method using robot
JPH06179187A (en) Direction detection type teaching mechanism
JPH03196983A (en) Control method for human type robot finger mechanism
Peters et al. Teleoperaton setup for wire-cutting application in the field
JP2000039912A (en) Robot controller
Hirzinger Sensory feedback in the external loop