CN112638597A - 末端执行器以及末端执行器装置 - Google Patents

Abstract

一种末端执行器以及末端执行器装置。末端执行器具备：掌部；以及多个指部，分别在与延伸方向交叉的方向且彼此接近的方向上移动，从而能够把持把持对象物。多个指部的至少一个具有近接传感器部，所述近接传感器部设置于指部的延伸方向上的前端部，并配置为能够检测指部的延伸方向上的近接传感器部相对于物体的接近以及离开，并且能够检测指部的延伸方向上的物体相对于近接传感器部的接近以及离开，从指部的延伸方向观察下，近接传感器部具有覆盖前端部的缘部的框状检测区域。

Description

末端执行器以及末端执行器装置

技术领域

本申请涉及末端执行器以及具备该末端执行器的末端执行器装置。

背景技术

专利文献1中公开了一种具备把持部的机器人***。在该机器人***中，把持部具有以对置的方式配置且能够相互接近以及离开地可动的两个板状的指部，在各指部的相互对置的面设置有近接传感器。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：“6D Proximity Servoing for Preshaping and HapticExploration Using Capacitive Tactile Proximity Sensors”Stefan EscaidaNavarro，Martin Schonert，Bj¨orn Hein and Heinz W¨orn共著2014IEEE/RSJInternational Conference onIntelligent Robots and Systems(IROS2014)September14-18，2014，Chicago，IL，USA

发明内容

发明要解决的技术问题

在上述机器人***中，由于在各指部的相互对置的面设置有近接传感器，因此能够检测位于各指部间的物体的接近以及离开。但是，由于在各指部的延伸方向上未设置任何传感器，因此例如无法检测从各指部的延伸方向上向各指部的前端接近的物体。其结果，在使把持部在指部的延伸方向上移动时，各指有可能与从其延伸方向接近的物体接触而破损。

因此，本申请的技术问题在于提供一种能够检测物体相对于指部的前端部的接近以及离开，并且能够检测指部的前端部相对于物体的接近以及离开的末端执行器以及末端执行器装置。

用于解决技术问题的技术方法

本申请的一例的末端执行器，具备：

掌部；

以及多个指部，在延伸方向上的基端部分别连接于所述掌部，并且分别在与所述延伸方向交叉的方向且彼此接近的方向上移动，从而能够把持把持对象物，

所述多个指部的至少一个具有近接传感器部，该近接传感器部设置于所述延伸方向上的前端部，并配置为能够检测所述延伸方向上的所述近接传感器部相对于物体的接近以及离开，并且能够检测所述延伸方向上的所述物体相对于所述近接传感器部的接近以及离开，

所述近接传感器部具有从所述延伸方向观察下覆盖所述前端部的缘部的框状检测区域。

本申请的一例的末端执行器装置，具备：

所述末端执行器；

驱动装置，驱动所述掌部以及所述多个指部的各个；以及

控制装置，基于由所述近接传感器部检测到的检测结果来控制所述驱动装置。

发明效果

根据上述末端执行器，各指部的至少一个在其延伸方向上的前端部具有近接传感器部，该近接传感器部具有从各指部的延伸方向观察下覆盖各指部的前端部的缘部的框状检测区域。通过该近接传感器部能够实现如下末端执行器：在各指部的延伸方向上，能够检测物体相对于各指部的前端部的接近以及离开，并且能够检测各指部的前端部相对于物体的接近以及离开。

根据上述末端执行器装置，通过上述末端执行器能够实现如下末端执行器装置：在各指部的延伸方向上，能够检测物体相对于各指部的前端部的接近以及离开，并且能够检测各指部的前端部相对于物体的接近以及离开。

附图说明

图1是示出本申请的一实施方式的末端执行器装置的框图。

图2是示出本申请的一实施方式的末端执行器的立体图。

图3是图2的末端执行器的主视图。

图4是图2的末端执行器的俯视图。

图5是图2的末端执行器中的指部的前端部的放大主视图。

图6是示出图2的末端执行器的第一变形例的立体图。

图7是示出图2的末端执行器的第二变形例的立体图。

图8是示出图2的末端执行器的第三变形例的立体图。

图9是示出图2的末端执行器的第四变形例的立体图。

图10是示出图2的末端执行器的第五变形例的立体图。

图11是示出图2的末端执行器的第六变形例的立体图。

图12是示出图2的末端执行器的第七变形例的立体图。

图13是示出图2的末端执行器的第八变形例的立体图。

图14是示出图2的末端执行器的第九变形例的立体图。

图15是示出图2的末端执行器的第十变形例的立体图。

图16是示出图2的末端执行器的第十一变形例的立体图。

图17是示出图2的末端执行器的第十二变形例的立体图。

图18是示出图2的末端执行器的第十三变形例的立体图。

图19是示出图2的末端执行器的第十四变形例的立体图。

图20是用于对构成图1的末端执行器装置的控制装置的各部分进行说明的第一示意图。

图21是用于对构成图1的末端执行器装置的控制装置的各部分进行说明的第二示意图。

图22是用于对构成图1的末端执行器装置的控制装置的各部分进行说明的第三示意图。

图23是用于对构成图1的末端执行器装置的控制装置的各部分进行说明的第四示意图。

图24是用于对构成图1的末端执行器装置的控制装置的各部分进行说明的第五示意图。

图25是用于说明图1的末端执行器装置的第一接近处理的流程图。

图26是用于说明图1的末端执行器装置的第二接近处理的第一流程图。

图27是用于说明图1的末端执行器装置的第二接近处理的第二流程图。

具体实施方式

以下，按照附图对本申请的一例进行说明。此外，在以下的说明中，根据需要，使用表示特定的方向或者位置的术语(例如，包含“上”、“下”、“右”、“左”的术语)，但那些术语的使用都是为了参照附图来容易理解本申请，并不是通过那些术语的意思来限定本申请的技术范围。另外，以下的说明在本质上只不过是一种例示，并非意在限制本申请、其应用物或者其用途。进而，附图是示意性的附图，各尺寸的比率等不一定与实际的一致。

例如，如图1所示，本申请的一实施方式的末端执行器10构成机械手等末端执行器装置1的一部分。作为一例，末端执行器装置1具备末端执行器10、连接于末端执行器10的臂20、驱动末端执行器10以及臂20的驱动装置30、控制驱动装置30的控制装置100、连接于控制装置100的操作部40、和向驱动装置30及控制装置100供给电力的电源50。控制装置100基于由操作部40接收到的操作，向驱动装置30输出指令，从而控制末端执行器10以及臂20的驱动。臂20连接于末端执行器10的后述的掌部11，能够通过驱动装置30可任意地变更末端执行器10的位置以及姿态地进行运动。驱动装置30具有驱动掌部11及各指部12的未图示的马达、和检测该马达的旋转的未图示的编码器，并构成为向控制装置100输出由编码器检测到的信息。

如图2所示，末端执行器10具备掌部11和连接于掌部11的多个指部12(在该实施方式中为两根指部12)。各指部12构成为，其延伸方向上的基端部121(参照图4)连接于掌部11，并且能够以分别在与其延伸方向交叉的方向且彼此接近的方向上移动从而把持把持对象物60的方式进行把持动作。

作为一例，各指部12具有大致矩形的板状，板面彼此以对置的方式配置，并构成为能够通过驱动装置30在与板面正交的方向上移动。即，各指部12的相互对置的面与各指部12的延伸方向交叉(例如，正交)，构成与把持对象物60对置的把持面123(参照图4)。此外，驱动各指部12的马达例如能够由线性马达构成。

如图3所示，各指部12具有设置于其延伸方向上的前端部122(参照图4)的近接传感器部13。作为一例，各近接传感器部13由电容式近接传感器构成，并构成为能够检测各指部12的延伸方向上的近接传感器部13相对于物体的接近以及离开，并且能够检测各指部12的延伸方向上的物体相对于近接传感器部13的接近以及离开。

详细地，如图5所示，各近接传感器部13具有从各指部12的延伸方向观察沿各指部12的大致矩形状的前端面124的缘部配置的框状电极131。该电极131相对于与把持面123正交且穿过把持面123的中心的中心线CL对称地配置。即，由该电极131形成覆盖各指部12的前端面124的缘部的第一检测区域14和配置于该第一检测区域14的内侧的第二检测区域15。通过第一检测区域14以及第二检测区域15覆盖各指部12的前端面124的大致整体。

此外，在上述末端执行器10中，各指部12其延伸方向上的长度大致相同，各指部12的前端面124配置于与各指部的延伸方向正交的同一水平面上。即，各指部12的近接传感器部13配置为各指部12的延伸方向上的相对于把持对象物60的距离为大致相同。

这样，根据上述末端执行器10，各指部12在其延伸方向上的前端部具有近接传感器部13，该近接传感器部13具有从各指部12的延伸方向观察下覆盖各指部12的延伸方向上的前端部122的缘部的框状第一检测区域14。通过该近接传感器部13能够实现如下末端执行器10：在各指部12的延伸方向上，能够检测物体(例如，图20所示的把持对象物60或周边环境的物体70)相对于各指部12的前端部122的接近以及离开，并且能够检测各指部的前端部122相对于物体的接近以及离开。

另外，由于具有覆盖各指部12的延伸方向上的前端部122的缘部的框状第一检测区域14，因此在各指部12的前端部122的缘部的任意位置处，能够检测把持对象物60或者周边环境的物体70的接近或离开，并以较高的精度掌握各指部12的延伸方向上的各指部12与物体的位置关系。其结果，例如，在使末端执行器10朝向把持对象物60接近时，能够以较高的精度检测各指部12能否不与把持对象物60接触地接近。

另外，近接传感器部13由电容式近接传感器构成。由此，通过简单的结构，在各指部12的延伸方向上，能够检测物体相对于各指部12的前端部122的接近以及离开，并且能够检测各指部的前端部122相对于物体的接近以及离开。

另外，近接传感器部13具有从各指部12的延伸方向观察下配置于各指部12的前端部122的缘部的框状电极131。由此，通过简单的结构，在各指部12的延伸方向上，能够检测物体相对于各指部12的前端部122的接近以及离开，并且能够检测各指部的前端部122相对于物体的接近以及离开。

另外，根据上述末端执行器装置1，通过上述末端执行器10能够实现如下末端执行器装置1：在各指12的延伸方向上，能够检测物体相对于各指部12的前端部122的接近以及离开，并且能够检测各指部12的前端部122相对于物体的接近以及离开。

此外，上述末端执行器10只要具备多个指部12即可，并不限于具备两根指部12的情况。例如，如图6所示，上述末端执行器10也能够构成为具备三根指部12。

各指部12的前端部122并不限于从各指部12的延伸方向观察下具有大致矩形状的情况。例如，如图7所示，各指部12的前端部122也能够构成为从各指部12的延伸方向观察下具有圆弧形状。另外，前端部122的端面124并不限于由与指部的延伸方向正交的平面构成的情况。例如，如图8以及图9所示，前端部122的端面124可以由向各指部的延伸方向上的前端部122侧突出的弯曲面125构成，也可以由与各指部的延伸方向交叉的倾斜面126构成。

近接传感器部13只要设置于多个指部12的至少一个即可，并不限于设置于多个指部12的各个的情况。

另外，近接传感器部13只要具有至少第一检测区域14、即从各指部的延伸方向观察下覆盖各指部12的前端部122的缘部的框状检测区域即可，并不限于由具有框状电极131的电容式近接传感器构成的情况。例如，如图10～图18所示，也能够由具有任意形状的电极131的一个以上的电容式传感器构成。

图10的近接传感器部13由覆盖各指部12的前端面124的大致整体的一个固体电极131构成。图11的近接传感器部13由大小不同的两个框状电极131构成，在一方的电极131的内侧配置有另一方的电极131。图12以及图13的近接传感器部13由相同大小的两个直线状的电极131构成。图14以及图15的近接传感器部13由相同大小的两个大致C字状的电极131构成。图16的近接传感器部13由相同大小的两个框状电极131构成。图17以及图18的近接传感器部13由相同大小的两个固体电极131构成。图12、图14以及图17的近接传感器部13的各电极131分别沿与各指部12的前端面124的中心线CL正交的一对边配置，图13、图15以及图18的近接传感器部13的各电极131分别沿与各指部12的前端面124的中心线CL平行的一对边配置。

此外，在图11～图18的近接传感器部13中，各电极131从各指部12的延伸方向观察相对于与把持面123正交且穿过把持面123的中心的中心线CL对称地配置。这样，由于近接传感器部13根据各指部12的尺寸结构或者把持对象物60的形状以及大小等能够任意地变更其结构，因此能够实现设计自由度较高的末端执行器10。

另外，近接传感器部13并不限于电容式近接传感器，能够由光学式、感应式、磁式以及超声波式等任意形式的近接传感器构成。

图5、图7以及图11～图15的近接传感器部13是环电极，能够减少近接传感器部13的寄生电容，提高检测灵敏度。图10以及图16～图18的近接传感器部13是固体电极，能够增大电极面积，提高检测灵敏度。图5、图7以及图10的近接传感器部13是具有单一电极的自电容式的近接传感器，能够增大电极面积，提高检测灵敏度。另外，图11～图18的近接传感器部13具有多个电极，能够由多个自电容式近接传感器或一个以上的互电容式近接传感器构成。例如，在由多个自电容式近接传感器构成图12所示的近接传感器部13的情况下，由于能够增加检测区域14的面像素，因此在把持对象物60或周边环境的物体70的边缘部分位于检测区域14时，只要使各指部12在任一方向上动作，则能够判定能否避免对把持对象物60或周边环境的物体70的接触。

如图19所示，也可以构成为，各指部12的至少一个具有第一辅助近接传感器部16以及第二辅助近接传感器部17的任一个或双方。第一辅助近接传感器部16设置于把持面123，并配置为能够检测把持对象物60相对于把持面123的接近以及离开。通过该第一辅助近接传感器部16，在把持把持对象物60时，能够更准确地掌握各指部12的把持面123与把持对象物60之间的位置关系。另外，第二辅助近接传感器部17设置于在与各指部12的延伸方向交叉的方向上与把持面123相反侧的面127，并配置为能够检测物体(例如，周边环境的障碍物)相对于与把持面123相反侧的面127的接近以及离开。通过该第二辅助近接传感器部17，例如能够更准确地掌握各指部12与周边环境的障碍物之间的位置关系。

此外，第一以及第二辅助近接传感器部16、17与近接传感器部13同样地，能够由电容式、光学式、感应式、磁式以及超声波式等任意形式的近接传感器构成。另外，在第一以及第二辅助近接传感器部16、17由电容式构成的情况下，能够由具有任意形状的电极的一个以上的电容式传感器构成。例如，向控制装置100输出由第一以及第二辅助近接传感器部16、17检测到的检测结果。

接下来，对上述末端执行器装置1的控制装置100进行说明。

上述控制装置100由进行运算等的CPU、存储有末端执行器10的控制等所需要的程序或者数据等的ROM及RAM等存储介质、以及在与末端执行器装置1的外部之间进行信号的输入输出的接口部构成，如图1所示，具有接近位置决定部110、指配置判定部120、指移动判定部130和移动控制部140。此外，接近位置决定部110、指配置判定部120、指移动判定部130以及移动控制部140的各部分是CPU执行规定的程序而实现的功能。

此外，以下，参照图20～图24，进行关于构成控制装置100的各部分的说明，但在图20～图24中，仅示出末端执行器装置1的各结构中的末端执行器10，而省略其他结构。

接近位置决定部110决定接近位置P1(参照图22)，其是末端执行器10的掌部11向把持对象物60接近的掌接近方向(即，图21的箭头A方向)上的近接传感器部13相对于把持对象物60的位置，相比后述的把持位置P2(参照图24)在掌接近方向A上更远离把持对象物60。接近位置P1是末端执行器10不与把持对象物60以及周边环境的物体70接触的位置，根据所要求的末端执行器10从接近位置P1至把持位置P2的移动时间、各近接传感器部13的性能、各指部12的尺寸结构或者把持对象物60的形状以及大小等来决定。此外，作为一例，掌接近方向与末端执行器10的各指部12的延伸方向大致一致。

另外，接近位置决定部110决定在掌接近方向A上相比接近位置P1更远离把持对象物60的速度变更位置P3。速度变更位置P3是如下位置：在使掌部11向把持对象物60接近并移动至接近位置P1时，通过移动控制部140，从相比速度变更位置P3更远离把持对象物60的位置P0与速度变更位置P3之间的掌部11的移动速度即第一移动速度变更为比第一移动速度小的第二移动速度。根据所要求的末端执行器10从接近位置P1至把持位置P2的移动时间、驱动装置30的性能、各指部12的尺寸结构或者把持对象物60的形状以及大小等来决定该速度变更位置P3。

此外，接近位置P1、速度变更位置P3、第一移动速度以及第二移动速度分别可以由用户的输入来决定，也可以是接近位置决定部110从预先存储的多个值中进行选择来决定，还可以是接近位置决定部110通过用户的输入来决定或者基于由近接传感器部13检测到的检测结果对由接近位置决定部110选择出的值进行校正来决定。另外，例如，在接近位置P1处在末端执行器10能够停止的范围内，根据所要求的末端执行器10从接近位置P1至把持位置P2的移动时间来决定第二移动速度。

在由末端执行器10把持把持对象物60时，指配置判定部120基于由近接传感器部13检测到的检测结果，进行如下配置判定：能否不与物体70接触地将末端执行器10配置在把持对象物60中的绕掌部11向把持对象物60接近的方向、且多个指部12全部位于把持对象物60与周边环境的物体70之间的空间80的把持位置P2(参照图24)。作为一例，在接近位置P1处对各指部12进行配置判定。此外，把持位置P2是通过使各指部12进行把持动作而能够把持把持对象物60的位置，例如，基于末端执行器10的各指部12的尺寸结构或者把持对象物60的大小等来预先决定。

例如，指配置判定部120从预先输入的把持对象物60的形状以及大小等信息来计算从掌接近方向A上的所决定的接近位置P1至把持对象物60的距离。而且，指配置判定部120基于各指部12的尺寸结构的信息、计算出的距离、和由各指部12的近接传感器部13检测到的检测结果，掌握与掌接近方向A正交的方向上的各指部12和把持对象物60及周边环境的物体70之间的位置关系。由此，指配置判定部120判定能否不与把持对象物60以及周边环境的物体70接触地将各指部12***把持对象物60与周边环境的物体70之间的空间80。例如，在使末端执行器10向接近位置P1移动之前、以及使末端执行器10移动到接近位置P1之后且向把持位置P2移动之前，进行该判定。

另外，指配置判定部120在配置判定中，对多个指部12的一部分判定为无法配置、即无法不与把持对象物60以及周边环境的物体70接触地将多个指部12分别配置在把持位置P2的情况下，进行如下第一重新配置判定：在通过移动控制部140进行了后述的第一移动之后，能否在第一移动后不与把持对象物60或周边环境的物体70接触地将在第一移动前被判定为能够配置的指部12配置在把持位置P2。用与配置判定同样的方法进行第一重新配置判定。

在第一重新配置判定中，在判定为能够进行重新配置、即能够在第一移动后将在第一移动前被判定为能够配置的指部12配置在把持位置P2的情况下，指配置判定部120进行如下第二重新配置判定：能否在第一移动后不与把持对象物60或周边环境的物体70接触地将在第一移动前被判定为无法配置的指部12配置在把持位置P2。用与配置判定同样的方法进行第二重新配置判定。

此外，指配置判定部120例如在接近位置P1处每当通过移动控制部140进行各指部12的移动时进行配置判定。

在由指配置判定部120所进行的配置判定或第二重新配置判定中被判定为无法配置的情况下，指移动判定部130进行如下移动判定：能否以能够在多个指部12的把持面123间配置把持对象物60的方式使多个指部12的各个在与各指部12的延伸方向交叉的方向上移动。在该移动判定中，在被判定为无法移动、即无法以能够在多个指部12的把持面123间配置把持对象物60的方式使多个指部12的各个在与各指部12的延伸方向交叉的方向上移动的情况下，指移动判定部130判定为无法把持把持对象物60。

此外，在该实施方式中，如图21所示，构成为，在使多个指部12的各个在把持方向B1(即，与各指部12的延伸方向交叉的方向且相互接近的方向)上彼此接近而闭合的状态下，使末端执行器10移动至接近位置P1。因此，在配置判定中被判定为无法配置情况下，移动控制部140将多个指部12的各个相互离开的方向决定为多个指部12的移动方向，并使多个指部12的各个沿所决定的方向阶段性地移动。即，在未被判定为能够配置而多个指部12无法再在由移动控制部140所决定的方向上移动的情况下，被判定为无法移动。

移动控制部140基于由接近位置决定部110、指配置判定部120以及指移动判定部130所进行的判定的结果来控制驱动装置30，使掌部11以及各指部12驱动。

例如，在末端执行器10向接近位置P1的移动处理(以下，称为第一接近处理。)中，移动控制部140以如下方式使掌部11以及各指部驱动。

移动控制部140在使末端执行器10从在掌接近方向A上相比接近位置P1更远离把持对象物60的位置(例如，图20以及图21所示的位置P0)向把持对象物60移动的情况下，基于由近接传感器部13检测到的检测结果，判定末端执行器10是否移动至接近位置P1，在判定为末端执行器10移动至接近位置P1的情况下，使末端执行器10的移动停止。此时，如图21所示，在使多个指部12分别在把持方向B1上彼此接近而闭合的状态下，使末端执行器10移动至接近位置P1。此外，关于末端执行器10是否移动至接近位置P1，基于由近接传感器部13检测到的掌接近方向A上的至把持对象物60的距离来决定。

移动控制部140在使末端执行器10向接近位置P1移动之前，在通过指配置判定部120判定为无法掌握掌接近方向A上的把持对象物60相对于末端执行器10的位置的情况下，使掌11在与掌接近方向A交叉(例如，正交)的方向上移动，直到判定为能够掌握掌接近方向A上的把持对象物60相对于末端执行器10的位置。

移动控制部140在掌接近方向A上在使掌部11朝向把持对象物60接近移动并使末端执行器10移动至接近位置P1时，基于由近接传感器部13检测到的检测结果，判定是否存在把持对象物60以及周边环境的物体70相对于掌部11以及各指部12接触的可能性。在判定为存在把持对象物60以及周边环境的物体70相对于掌部11以及各指部12接触的可能性的情况下，移动控制部140使掌接近方向A上的掌部11向把持对象物60的接近移动停止。另外，移动控制部140基于由近接传感器部13检测到的检测结果，判定末端执行器10是否移动至相比接近位置P1更远离把持对象物60的速度变更位置P3(参照图21)，在判定为末端执行器10移动至速度变更位置P3的情况下，从相比速度变更位置P3更远离把持对象物60的位置P0(图21所示)与速度变更位置P3之间的末端执行器10的移动速度即第一移动速度变更为比第一移动速度小的第二移动速度。

另外，例如，在末端执行器10向把持位置P2的移动处理(以下，称为第二接近处理。)中，移动控制部140以如下方式使掌部11以及各指部驱动。在第一接近处理的结束后，进行第二接近处理。

在配置判定或第二重新配置判定中被判定为能够配置的情况下，移动控制部140控制驱动装置30，使掌部11在掌接近方向A上向把持对象物60接近移动，同时不与把持对象物60以及周边环境的物体70接触地将各指部12***把持对象物60与周边环境的物体70之间的空间80，使末端执行器10向把持位置P2移动。

在配置判定中对全部或一部分指部12判定为无法配置的情况下，移动控制部140控制驱动装置30，进行使多个指部12全部在与各指部12的延伸方向交叉(例如，正交))的方向上移动的第一移动。在该实施方式中，第一移动在与各指部12的延伸方向交叉的方向上使各指部12在相互远离的方向B2上移动而打开。

在第一重新配置判定中被判定为无法配置的情况下，移动控制部140进行如下第二移动：以使在进行第一重新配置判定之前被判定为无法配置的指部12在与指部12的延伸方向交叉的方向上远离把持对象物60的方式(即，在进行第一重新配置判定之前被判定为无法配置的指部12在与在第一移动中所移动的方向B2相同的方向上)，使掌部11在与掌接近方向A交叉的方向上移动。

此外，例如，基于由多个近接传感器部13中、在掌接近方向A上最靠近把持对象物60的近接传感器部13检测到的检测结果(即，从各近接传感器部13至把持对象物60的距离)，判断末端执行器10是否到达了接近位置P1、把持位置P2以及速度变更位置P3。在该实施方式中，由于各指部12的近接传感器部13配置为在各指部12的延伸方向上的相对于把持对象物60的距离为大致相同，因此将任一近接传感器部13用于末端执行器10是否到达了各位置P1、P2、P3的判断也无妨。

另外，关于末端执行器10是否到达了把持位置P2的判断，能够使用第一辅助近接传感器部16。例如，在第一辅助近接传感器部16识别到把持对象物60时，移动控制部140判定为末端执行器10到达了把持位置P2。

接着，参照图25～图27，对第一接近处理以及第二接近处理进行说明。此外，控制装置100执行规定的程序，从而实施以下说明的那些处理。另外，在第一接近处理以及第二接近处理中，各指部12的彼此接近或离开的方向B1、B2上的移动量视为微小的量(例如，1mm)。

(第一接近处理)

如图25所示，当开始第一接近处理时，接近位置决定部110决定接近位置P1以及速度变更位置P3，并且一并决定第一移动速度以及第二移动速度(步骤S1)。

当决定接近位置P1以及速度变更位置P3时，移动控制部140使末端执行器10的多个指部12的各个在把持方向B1上彼此接近而闭合(步骤S2)，开始基于近接传感器部13的检测。当开始基于近接传感器部13的检测时，指配置判定部120基于由近接传感器部13检测到的检测结果，进行能否掌握掌接近方向A上的把持对象物60相对于掌部11的位置的判定(步骤S3)。

在判定为无法掌握掌接近方向A上的把持对象物60相对于末端执行器10的位置的情况下，移动控制部140使掌部11在与掌接近方向A交叉的方向上移动(步骤S4)，并重复步骤S3以及S4，直到判定为能够掌握掌接近方向A上的把持对象物60相对于末端执行器10的位置。

在判定为能够掌握掌接近方向A上的把持对象物60相对于掌部11的位置的情况下，移动控制部140在掌接近方向A上使掌部11向把持对象物60接近并开始末端执行器10向接近位置P1的移动(步骤S5)。

当末端执行器10向接近位置P1的移动开始时，移动控制部140首先基于由近接传感器部130检测到的检测结果，判定是否存在把持对象物60以及周边环境的物体70相对于掌部11以及各指部12接触的可能性，同时判定末端执行器10是否到达了速度变更位置P3(步骤S6)。重复该步骤S6，直到末端执行器10到达了速度变更位置P3。此外，在判定为存在把持对象物60以及周边环境的物体70相对于掌部11以及各指部12接触的可能性的情况下，移动控制部140使掌接近方向A上的掌部11向把持对象物60的接近移动停止。

当判定为末端执行器10到达了速度变更位置P3时，移动控制部140将末端执行器10的移动速度从第一移动速度变更为比第一移动速度小的第二移动速度(步骤S7)。

当末端执行器10的移动速度从第一移动速度变更为第二移动速度时，移动控制部140基于由近接传感器部130检测到的检测结果，判定末端执行器10是否到达了接近位置P1(步骤S8)。重复该步骤S8，直到末端执行器10到达接近位置P1。

当判定为末端执行器10到达了接近位置P1时，移动控制部140使末端执行器10的移动停止(步骤S9)，第一接近处理结束。

这样，在上述末端执行器装置1中，具备：末端执行器10，在多个指部12的各个设置有近接传感器部13；驱动装置30，驱动末端执行器10的掌部11以及各指部12；移动控制部140，使掌部11向把持对象物60接近；以及接近位置决定部110，决定相比在把持对象物60中的绕掌接近方向A、且多个指部12全部位于把持对象物60与周边环境的物体70之间并通过把持动作能够把持把持对象物60的把持位置P2而在掌接近方向A上更远离把持对象物60的接近位置P1，移动控制部140基于由近接传感器部13检测到的检测结果，在存在把持对象物60以及周边环境的物体70相对于掌部11以及各指部12接触的可能性的情况下，使掌部11向把持对象物60的接近移动停止。通过这样的结构能够实现如下末端执行器装置1：能够不与把持对象物60以及周边环境的物体70接触地使末端执行器10向接近位置移动。

另外，移动控制部140在使各指部12在与其延伸方向交叉的方向上彼此接近而闭合的状态下，使末端执行器10移动至接近位置P1。由于通过这样的结构能够将各指部12的近接传感器部13作为阵列使用，因此能够更准确地检测掌接近方向A的把持对象物60以及周边环境的物体70相对于末端执行器10的接近或离开。

另外，移动控制部140在使末端执行器10向把持对象物60接近之前，基于由近接传感器部13检测到的检测结果，进行能否掌握掌接近方向A上的把持对象物60相对于末端执行器10的位置的判定。在判定为无法掌握掌接近方向A上的把持对象物60相对于末端执行器10的位置的情况下，移动控制部140使末端执行器10在与掌接近方向A交叉的方向上移动，直到判定为能够掌握掌接近方向A上的把持对象物60相对于末端执行器10的位置。通过这样的结构能够更准确地使末端执行器10朝向把持对象物60移动。

另外，移动控制部140在使末端执行器10向把持对象物60接近并移动至接近位置P1时，在掌接近方向A上，在末端执行器10移动至相比接近位置P1更远离把持对象物60的速度变更位置P3时，从相比速度变更位置P3更远离把持对象物60的位置P0与速度变更位置P3之间的末端执行器10的移动速度即第一移动速度变更为比第一移动速度小的第二移动速度。通过这样的结构能够更可靠地避免使末端执行器10移动至接近位置P1时的末端执行器10相对于把持对象物60的非有意的接触。

此外，在第一接近处理中，根据需要，能够省略步骤S2～步骤S7。即，在使末端执行器10向接近位置P1移动时，可以不使各指部12闭合，也可以不进行能否掌握掌接近方向A上的把持对象物60相对于掌部11的位置的判定，还可以不变更末端执行器10的移动速度。另外，可以省略步骤S2～步骤S7的任一个或多个，也可以省略步骤S2～步骤S7全部。

例如，能够构成为，在省略第一接近处理的步骤S3的情况下，使用图像传感器来掌握把持对象物60相对于掌部11的位置。

另外，近接传感器部13只要设置于多个指部12的至少一个即可，并不限于分别设置于多个指部12的情况。

另外，速度变更位置P3并不限于一个，也可以设置两个以上。即，也可以在使末端执行器10移动至接近位置P1时，在两处以上进行末端执行器10的速度变更。进而，速度变更位置P3与接近位置P1为相同位置(即，P1＝P3)也无妨。在该情况下，在第一接近处理中，省略步骤S6以及步骤S7，移动控制部140在第二接近处理中以与第一接近处理中的末端执行器10的移动速度相同或慢点的速度使末端执行器10移动。

另外，也可以构成为，在步骤S3中，在判定为无法掌握掌接近方向A上的把持对象物60相对于末端执行器10的位置的情况下，不重复步骤S6直到判定为能够掌握掌接近方向A上的把持对象物60相对于末端执行器10的位置，而在该时刻结束第一接近处理。

(第二接近处理)

如图26以及图27所示，在第二接近处理中，移动控制部140基于所输入的把持对象物60的信息，在使末端执行器10的多个指部12的各个在彼此远离的方向B2上移动而打开之后(步骤S11)，指配置判定部120进行能否将全部指部12配置在把持位置P2的配置判定(步骤S12)。图26示出在该配置判定中对全部指部12判定为无法配置的情况下的处理，图27示出对多个指部12的一部分判定为无法配置的情况下的处理。

此外，例如，构成为，在不使各指部12闭合而保持打开状态进行了第一接近处理的情况下，移动控制部140在步骤S11中使各指部12在彼此接近的把持方向B1上阶段性地移动而闭合。

如图26所示，在步骤S12的配置判定中，在对全部指部12判定为能够配置的情况下，移动控制部140使末端执行器10向把持位置P2移动(步骤S13)，第二接近处理结束。

另一方面，在步骤S12的配置判定中，在对全部指部12判定为无法配置的情况下，指移动判定部130进行能否使各指部12在彼此远离的方向上移动而打开的移动判定(步骤S14)。在该移动判定中，在被判定为能够移动、即能够使各指部12在彼此远离的方向B2上移动而打开的情况下，移动控制部140使各指部12在彼此远离的方向B2上移动而打开(步骤S15)，返回到步骤S12，再次通过指配置判定部120进行配置判定。

在通过移动判定被判定为无法移动、即无法使各指部12在彼此远离的方向B2上移动而打开的情况下，指移动判定部130判定为无法把持把持对象物60(步骤S16)，第二接近处理结束。

如图27所示，在步骤S12的配置判定中，在对一部分指部12判定为无法配置的情况下，指移动判定部130进行能否使各指部12在彼此远离的方向上移动而打开的移动判定(步骤S21)。在该移动判定中被判定为能够移动的情况下，移动控制部140进行使各指部12在彼此远离的方向B2上移动而打开的第一移动(步骤S22)。

当进行第一移动时，指配置判定部120进行如下第一重新配置判定：能否在第一移动后不与把持对象物60或周边环境的物体70接触地将在第一移动前被判定为能够配置的指部12配置在把持位置P2(步骤S23)。在该第一重新配置判定中配判定为能够配置的情况下，指配置判定部120进行如下第二重新配置判定：能否在第一移动后不与把持对象物60或周边环境的物体70接触地将在第一移动前被判定为无法配置的指部12配置在把持位置P2(步骤S24)。

在第二重新配置判定中被判定为能够配置的情况下，或者在步骤S12以及步骤S24中对全部指部12判定为能够配置的情况下，移动控制部140使末端执行器10向把持位置P2移动(步骤S13)，第二接近处理结束。

在步骤S21的移动判定中被判定为无法移动的情况下，指移动判定部130判定为无法把持把持对象物60(步骤S16)，第二接近处理结束。

在步骤S23的第一重新配置判定中被判定为无法配置的情况下，移动控制部140进行如下第二移动：以使在进行第一重新配置判定之前被判定为无法配置的指部12在与指部12的延伸方向交叉的方向上远离把持对象物60的方式，使掌部11在与掌接近方向A交叉的方向上移动(步骤S25)。这是因为，在配置判定中被判定为能够配置且在第一重新配置判定中被判定为无法配置的指部12从把持对象物60与周边环境的物体70之间的空间80上移动到周边环境的物体70上的可能性较大。当进行第二移动时，返回到步骤S12，再次通过指配置判定部120进行配置判定。

在步骤S24的第二重新配置判定中被判定为无法配置的情况下，返回到步骤S21，再次通过指移动判定部130进行移动判定。

此外，在步骤S11中，在使各指部12在彼此接近的把持方向B1上阶段性地移动而闭合的情况下，在步骤S25中，以使在进行第一重新配置判定之前被判定为无法配置的指部12在与指部12的延伸方向交叉的方向上向把持对象物60接近的方式，进行第二移动。这是因为，在配置判定中被判定为能够配置且在第一重新配置判定中被判定为无法配置的指部12从把持对象物60与周边环境的物体70之间的空间80上移动到把持对象物60上的可能性较大。

这样，在上述末端执行器装置1中，具备：末端执行器10，在多个指部12的各个设置有近接传感器部13；驱动装置30，驱动末端执行器10的掌部11以及各指部12；指配置判定部120，进行能否不与把持对象物60以及周边环境的物体70接触地将多个指部12分别配置在把持位置P2的配置判定；以及移动控制部140，在配置判定中被判定为能够配置时使末端执行器10向把持位置P2移动，在配置判定中被判定为无法配置的情况下，使各指部12在与其延伸方向交叉的方向上移动。通过这样的结构能够实现如下末端执行器装置1：能够不与把持对象物60以及周边环境的物体70接触地配置在能够把持把持对象物60的位置(即，把持位置P2)。

另外，在通过移动控制部140进行了在配置判定中对多个指部12的一部分判定为无法配置的情况下使多个指部12全部在与其延伸方向交叉的方向上移动的第一移动的情况下，指配置判定部120进行如下重新配置判定：能否在第一移动后不与把持对象物60或周边环境的物体70接触地将在第一移动前被判定为能够配置的指部12配置在把持位置P2。另外，在重新配置判定中，在被判定为无法配置的情况下，移动控制部140进行如下第二移动：以使进行重新配置判定之前被判定为无法配置的指部12在与其延伸方向交叉的方向上相对于把持对象物60接近或离开的方式，使掌部11在与掌接近方向A交叉的方向上移动。通过这样的结构能够降低使末端执行器10向把持位置P2移动时的臂20的驱动量。

另外，进而，具备如下指移动判定部130：在配置判定中配判定为无法配置的情况下，进行能否以能够将把持对象物60配置在多个指部12间的方式使多个指部12的每个在与其延伸方向交叉的方向上移动的移动判定。在通过移动判定被判定为无法移动的情况下，该指移动判定部130判定为无法把持把持对象物60。通过这样的结构能够准确且迅速地判定能否把持把持对象物60。

此外，在第二接近处理中，能够省略步骤S16以及步骤S25。即，可以省略指移动判定部130，另外，在第一重新配置判定中被判定为无法配置的情况下，也可以不进行第二移动。

另外，在步骤S12中进行配置判定并对一部分指部12判定为无法配置的情况下，也可以在步骤S22中不进行第一移动，而以使被判定为能够配置的指部12向把持对象物60接近的方式使掌部11在与掌接近方向A交叉的方向上移动。通过这样构成而能够使第二接近处理简化，减轻控制装置100的负载。

以上，参照附图详细说明了本申请中的各种实施方式，最后对本申请的各种方式进行说明。此外，在以下的说明中，作为一例，还添加参照标记进行记载。

本申请的第一方式的末端执行器10，具备：

掌部11；以及

多个指部12，延伸方向上的基端部121分别连接于上述掌部11，并且分别在与上述延伸方向交叉的方向且彼此接近的方向上移动，从而能够把持把持对象物60，

上述多个指部12的至少一个具有近接传感器部13，该近接传感器部13设置于上述延伸方向上的前端部122，并配置为能够检测上述延伸方向上的上述近接传感器部13相对于物体的接近以及离开，并且能够检测上述延伸方向上的上述物体相对于上述近接传感器部13的接近以及离开，

上述近接传感器部13具有从上述延伸方向观察下覆盖上述前端部122的缘部的框状检测区域14。

根据第一方式的末端执行器10，通过近接传感器部13能够实现如下末端执行器10：在各指部12的延伸方向上，能够检测物体(例如，把持对象物60或周边环境的物体)相对于各指部12的前端部122的接近以及离开，并且能够检测各指部的前端部122相对于物体的接近以及离开。

本申请的第二方式的末端执行器10，上述近接传感器部12由电容式近接传感器构成。

根据第二方式的末端执行器10，通过简单的结构，在各指部12的延伸方向上，能够检测物体相对于各指部12的前端部122的接近以及离开，并且能够检测各指部的前端部122相对于物体的接近以及离开。

本申请的第三方式的末端执行器10，上述近接传感器部13具有从上述延伸方向观察下配置于上述多个指部12的至少一个的上述前端部122的缘部的框状电极131。

根据第三方式的末端执行器10，通过简单的结构，在各指部12的延伸方向上，能够检测物体相对于各指部12的前端部122的接近以及离开，并且能够检测各指部的前端部122相对于物体的接近以及离开。

本申请的第四方式的末端执行器10，上述近接传感器部13由多个电极131构成。

根据第四方式的末端执行器10，能够由多个自电容式近接传感器或一个以上的互电容式近接传感器构成近接传感器部13。例如，在由多个自电容式近接传感器构成近接传感器部13的情况下，由于能够增加检测区域14的面像素，因此在把持对象物60或周边环境的物体70的边缘部分位于检测区域14时，只要使各指部12在任一方向上动作，则能够判定能否避免对把持对象物60或周边环境的物体70的接触。

本申请的第五方式的末端执行器10，上述多个指部12分别具有配置为在与上述延伸方向交叉的方向上与上述把持对象物60对置并能够把持上述把持对象物60的把持面123，

上述多个电极131从上述延伸方向观察相对于与上述把持面123正交且通过上述把持面123的中心的中心线CL对称地配置。

根据第五方式的末端执行器10，能够使末端执行器10的设计容易。

本申请的第六方式的末端执行器10，上述多个指部12分别具有配置为在与上述延伸方向交叉的方向上与上述把持对象物60对置并能够把持上述把持对象物60的把持面123，

上述多个指部12的至少一个具有设置于上述把持面123并配置为能够检测上述把持对象60相对于上述把持面123的接近以及离开的辅助近接传感器部16。

根据第六方式的末端执行器10，通过辅助近接传感器部16，在把持把持对象物60时，能够更准确地掌握各指部12的把持面123与把持对象物60之间的位置关系。

本申请的第七方式的末端执行器10，上述多个指部12分别具有配置为在与上述延伸方向交叉的方向上与上述把持对象物60对置并能够把持上述把持对象物60的把持面123，

上述多个指部12的至少一个具有设置于在与上述延伸方向交叉的方向上与上述把持面123相反侧的面127，并配置为能够检测物体相对于与上述把持面123相反侧的面127的接近以及离开。

根据第七方式的末端执行器10，通过辅助近接传感器部17，例如，能够更准确地掌握各指部12与周边环境的障碍物之间的位置关系。

本申请的第八方式的末端执行器装置1，具备：

上述方式的末端执行器10；

驱动装置30，驱动上述掌部11以及上述多个指部12的各个；以及

控制装置100，基于由上述近接传感器部13检测到的检测结果来控制上述驱动装置30。

根据第八方式的末端执行器装置1，通过末端执行器10能够实现如下末端执行器装置1：在各指部12的延伸方向上，能够检测物体相对于各指部12的前端部122的接近以及离开，并且能够检测各指部12的前端部122相对于物体的接近以及离开。

此外，通过适当组合上述各种实施方式或变形例中的任意实施方式或变形例，能够发挥各自具有的效果。此外，能够进行实施方式彼此的组合或实施例彼此的组合或实施方式与实施例的组合，并且，还能够进行不同实施方式或实施例中的特征彼此的组合。

本申请参照附图对优选的实施方式充分进行了记载，对该技术熟悉的人们而言各种变形、修正是清楚的。这样的变形、修正只要不脱离已添加的权利要求的范围中的本申请的范围，则应该理解为包含于其中。

工业上的可利用性

本申请的末端执行器例如能够应用于工业用机器人的末端执行器装置。

本申请的末端执行器装置例如能够应用于工业用机器人。

附图标记说明：

1…末端执行器装置；10…末端执行器；11…掌部；12…指部；121…基端部；122…前端部；123…把持面；124…前端面；13…近接传感器部；131…电极；14…第一检测区域；15…第二检测区域；16…第一辅助近接传感器部；17…第二辅助近接传感器部；20…臂；30…驱动装置；40…操作部；50…电源；60…把持对象物；100…控制装置；110…接近位置决定部；120…指配置判定部；130…指移动判定部；140…移动控制部；CL…中心线；P1…接近位置；P2…把持位置；P3…速度变更位置。

Claims (8)

1.一种末端执行器，其特征在于，具备：

掌部；以及

多个指部，所述多个指部的在延伸方向上的基端部分别连接于所述掌部，并且分别在与所述延伸方向交叉的方向且彼此接近的方向上移动，从而能够把持把持对象物，

所述多个指部的至少一个具有近接传感器部，所述近接传感器部设置于所述延伸方向上的前端部，并配置为能够检测所述延伸方向上的所述近接传感器部相对于物体的接近以及离开，并且能够检测所述延伸方向上的所述物体相对于所述近接传感器部的接近以及离开，

所述近接传感器部具有从所述延伸方向观察下覆盖所述前端部的缘部的框状检测区域。

2.根据权利要求1所述的末端执行器，其特征在于，

所述近接传感器部由电容式近接传感器构成。

3.根据权利要求2所述的末端执行器，其特征在于，

所述近接传感器部具有框状电极，从所述延伸方向观察下，所述框状电极配置于所述多个指部的至少一个的所述前端部的缘部。

4.根据权利要求2或3所述的末端执行器，其特征在于，

所述近接传感器部由多个电极构成。

5.根据权利要求4所述的末端执行器，其特征在于，

所述多个指部分别具有把持面，所述把持面配置为在与所述延伸方向交叉的方向上与所述把持对象物对置并能够把持所述把持对象物，

从所述延伸方向观察下，所述多个电极相对于与所述把持面正交且穿过所述把持面的中心的中心线对称地配置。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的末端执行器，其特征在于，

所述多个指部分别具有把持面，所述把持面配置为在与所述延伸方向交叉的方向上与所述把持对象物对置并能够把持所述把持对象物，

所述多个指部的至少一个具有辅助近接传感器部，所述辅助近接传感器部设置于所述把持面，并配置为能够检测所述把持对象物相对于所述把持面的接近以及离开。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的末端执行器，其特征在于，

所述多个指部分别具有把持面，所述把持面配置为在与所述延伸方向交叉的方向上与所述把持对象物对置并能够把持所述把持对象物，

所述多个指部的至少一个具有辅助近接传感器部，所述辅助近接传感器部设置于在与所述延伸方向交叉的方向上与所述把持面相反侧的面，并配置为能够检测物体相对于与所述把持面相反侧的面的接近以及离开。

8.一种末端执行器装置，其特征在于，具备：

权利要求1至7中任一项所述的末端执行器；

驱动装置，驱动所述掌部以及所述多个指部的各个；以及

控制装置，基于由所述近接传感器部检测到的检测结果来控制所述驱动装置。

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