JP7035935B2 - End effector device - Google Patents
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Description
本開示は、エンドエフェクタ装置に関する。 The present disclosure relates to an end effector device.
特許文献１には、把持部を備えたロボットシステムが開示されている。このロボットシステムでは、把持部は、対向するように配置されかつ相互に接近または開離可能に可動する２つの板状の指部を有し、各指部の相互に対向する面に近接センサが設けられている。
前記ロボットシステムでは、各指部の相互に対向する面に近接センサが設けられているため、各指部間に位置する把持対象物の接近または開離については検出できる。しかし、各指部の延在方向には、何らセンサが設けられていないため、例えば、各指部の延在方向から各指部の先端に接近する物体については検出することができない。その結果、把持部を指部の延在方向から把持対象物に向かって接近させたときに、各指がその延在方向から接近する把持対象物および周辺環境の物体などに接触して破損してしまうおそれがある。 In the robot system, since the proximity sensors are provided on the surfaces of the fingers facing each other, the approach or opening of the gripping object located between the fingers can be detected. However, since no sensor is provided in the extending direction of each finger, for example, an object approaching the tip of each finger from the extending direction of each finger cannot be detected. As a result, when the grip portion is brought closer to the gripping object from the extending direction of the finger portion, each finger comes into contact with the gripping object approaching from the extending direction and an object in the surrounding environment and is damaged. There is a risk that it will end up.
そこで、本開示は、把持対象物および周辺環境の物体に接触することなく、把持対象物を把持可能な位置に配置可能なエンドエフェクタ装置を提供することを課題とする。 Therefore, it is an object of the present disclosure to provide an end effector device capable of arranging a gripping object at a gripping position without contacting the gripping object and an object in the surrounding environment.
本開示の一例のエンドエフェクタ装置は、
掌部と、延在方向の一端部が前記掌部に接続されていると共に、前記延在方向に交差する方向でかつ互いに接近する方向にそれぞれ移動して把持対象物を把持する把持動作可能な複数の指部とを有し、前記複数の指部の各々における前記延在方向の他端部に近接センサ部がそれぞれ設けられ、前記近接センサ部が、前記延在方向において、前記把持対象物および周辺環境の物体に対する前記複数の指部の少なくとも１つの接近または開離を検出可能であると共に、前記複数の指部の少なくとも１つに対する前記把持対象物および前記物体の接近または開離を検出可能に配置されたエンドエフェクタと、
前記エンドエフェクタの前記掌部および前記複数の指部の各々を駆動させる駆動装置と、
前記エンドエフェクタで前記把持対象物を把持する場合に、前記近接センサ部により検出された検出結果に基づいて、前記把持対象物における前記掌部が前記把持対象物に接近する掌接近方向まわりでかつ前記複数の指部の全てが前記把持対象物と前記物体との間に位置する把持位置に、前記エンドエフェクタを前記把持対象物および前記物体に接触することなく配置可能か否かの配置判定を行う指配置判定部と、
前記配置判定において、前記把持対象物および前記物体に接触することなく前記エンドエフェクタを前記把持位置に配置可能であるとする配置可判定がなされた場合、前記駆動装置を制御して前記エンドエフェクタを前記把持位置に移動させると共に、前記把持対象物および前記物体に接触することなく前記エンドエフェクタを前記把持位置に配置不可能であるとする配置不可判定がなされた場合、前記駆動装置を制御して前記複数の指部の各々を前記延在方向に交差する方向に移動させる移動制御部と
を備える。
The end effector device of one example of the present disclosure is
A palm portion and one end portion in the extending direction are connected to the palm portion, and the gripping operation is possible by moving in a direction intersecting the extending direction and in a direction approaching each other to grip the gripping object. It has a plurality of fingers, and each of the plurality of fingers is provided with a proximity sensor unit at the other end in the extending direction, and the proximity sensor unit is the gripping object in the extending direction. And at least one approach or detachment of the plurality of fingers to an object in the surrounding environment can be detected, and the approach or detachment of the gripping object and the object to at least one of the plurality of fingers can be detected. Possible end effectors and
A drive device for driving each of the palm portion and the plurality of finger portions of the end effector, and
When gripping the gripping object with the end effector, based on the detection result detected by the proximity sensor unit, the palm portion of the gripping object is around the palm approaching direction in which the gripping object approaches the gripping object. It is determined whether or not the end effector can be arranged at the gripping position where all of the plurality of fingers are located between the gripping object and the object without contacting the gripping object and the object. The finger placement judgment unit to be performed and
In the arrangement determination, when it is determined that the end effector can be arranged at the gripping position without coming into contact with the gripping object and the object, the drive device is controlled to control the end effector. When it is determined that the end effector cannot be placed at the gripping position without moving to the gripping position and without contacting the gripping object and the object, the drive device is controlled. A movement control unit for moving each of the plurality of finger portions in a direction intersecting the extending direction is provided.
前記エンドエフェクタ装置によれば、複数の指部の各々に近接センサ部が設けられたエンドエフェクタと、エンドエフェクタの掌部および各指部を駆動させる駆動装置と、エンドエフェクタを把持対象物および周辺環境の物体に接触することなく把持位置に配置可能か否かの配置判定を行う指配置判定部と、配置判定において配置可判定がなされたときにエンドエフェクタを把持位置に移動させ、配置判定において配置不可判定がなされた場合、各指部をその延在方向に交差する方向に移動させる移動制御部とを備えている。このような構成により、把持対象物および周辺環境の物体に接触することなく、把持対象物を把持可能な位置に配置可能なエンドエフェクタ装置を実現できる。 According to the end effector device, an end effector in which a proximity sensor unit is provided for each of a plurality of fingers, a drive device for driving the palm and each finger of the end effector, and an object for gripping the end effector and its surroundings. A finger placement determination unit that determines whether or not it can be placed in the grip position without touching an object in the environment, and an end effector that is moved to the grip position when the placement determination is made in the placement judgment, in the placement judgment. When it is determined that the finger cannot be arranged, it is provided with a movement control unit that moves each finger in a direction intersecting the extending direction. With such a configuration, it is possible to realize an end effector device capable of arranging the gripping object at a gripping position without contacting the gripping object and an object in the surrounding environment.
以下、本開示の一例を添付図面に従って説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向あるいは位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、「右」、「左」を含む用語）を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した本開示の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本開示の技術的範囲が限定されるものではない。また、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本開示、その適用物、あるいは、その用途を制限することを意図するものではない。さらに、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは必ずしも合致していない。 Hereinafter, an example of the present disclosure will be described with reference to the accompanying drawings. In the following description, terms indicating a specific direction or position (for example, terms including "top", "bottom", "right", and "left") are used as necessary, but the use of these terms is used. Is for facilitating the understanding of the present disclosure with reference to the drawings, and the meaning of those terms does not limit the technical scope of the present disclosure. Further, the following description is merely an example and is not intended to limit the present disclosure, its application, or its use. Furthermore, the drawings are schematic, and the ratios of each dimension do not always match the actual ones.
本開示の一実施形態のエンドエフェクタ１０は、例えば、図１に示すように、マニピュレータなどのエンドエフェクタ装置１の一部を構成する。エンドエフェクタ装置１は、一例として、エンドエフェクタ１０と、エンドエフェクタ１０に接続されたアーム２０と、エンドエフェクタ１０およびアーム２０を駆動する駆動装置３０と、駆動装置３０を制御する制御装置１００と、制御装置１００に接続された操作部４０と、駆動装置３０および制御装置１００に電力を供給する電源５０とを備えている。制御装置１００は、操作部４０で受け付けられた操作に基づいて、駆動装置３０に指令を出力することで、エンドエフェクタ１０およびアーム２０の駆動を制御する。アーム２０は、エンドエフェクタ１０の後述する掌部１１に接続され、駆動装置３０によって、エンドエフェクタ１０の位置および姿勢を任意に変更可能に運動することができる。駆動装置３０は、掌部１１および各指部１２を駆動させる図示しないモータと、このモータの回転を検出する図示しないエンコーダとを有し、エンコーダで検出された情報が制御装置１００に出力されるように構成されている。
The
エンドエフェクタ１０は、図２に示すように、掌部１１と、掌部１１に接続された複数の指部１２（この実施形態では、２本の指部１２）とを備えている。各指部１２は、その延在方向の基端部１２１（図４参照）が掌部１１に接続されていると共に、その延在方向に交差する方向でかつ互いに接近する方向にそれぞれ移動して把持対象物６０を把持する把持動作可能に構成されている。
As shown in FIG. 2, the
各指部１２は、一例として、略矩形の板状を有し、板面同士が対向するように配置されて、駆動装置３０によって、板面に直交する方向に移動可能に構成されている。すなわち、各指部１２の相互に対向する面は、各指部１２の延在方向に交差（例えば、直交）し、把持対象物６０に対向する把持面１２３（図４参照）を構成している。なお、各指部１２を駆動するモータは、例えば、リニアモータで構成することができる。
As an example, each
図３に示すように、各指部１２は、その延在方向の先端部１２２（図４参照）に設けられた近接センサ部１３を有している。各近接センサ部１３は、一例として、容量式近接センサで構成され、各指部１２の延在方向における近接センサ部１３の物体に対する接近および開離を検出可能であると共に、各指部１２の延在方向における物体の近接センサ部１３に対する接近および開離を検出可能に構成されている。
As shown in FIG. 3, each
詳しくは、各近接センサ部１３は、図５に示すように、各指部１２の延在方向から見て、各指部１２の略矩形状の先端面１２４の縁部に沿って配置された枠状の電極１３１を有している。この電極１３１は、把持面１２３に直交しかつ把持面１２３の中心を通る中心線ＣＬに対して対称に配置されている。すなわち、この電極１３１により、各指部１２の先端面１２４の縁部を覆う第１検出領域１４と、この第１検出領域１４の内側に配置された第２検出領域１５とが形成される。第１検出領域１４および第２検出領域１５で、各指部１２の先端面１２４の略全体を覆っている。
Specifically, as shown in FIG. 5, each
なお、前記エンドエフェクタ１０では、各指部１２のその延在方向の長さは略同一であり、各指部１２の先端面１２４は、各指部の延在方向に直交する同一平面上に配置されている。すなわち、各指部１２の近接センサ部１３は、各指部１２の延在方向における把持対象物６０に対する距離が略同一になるように配置されている。
In the
このように、前記エンドエフェクタ１０によれば、各指部１２が、その延在方向の先端部に近接センサ部１３を有し、この近接センサ部１３が、各指部１２の延在方向から見て、各指部１２の延在方向の先端部１２２の縁部を覆う枠状の第１検出領域１４を有している。この近接センサ部１３により、各指部１２の延在方向において、各指部１２の先端部１２２に対する物体（例えば、図２０に示す把持対象物６０または周辺環境の物体７０）の接近および開離を検出可能であると共に、物体に対する各指部の先端部１２２の接近および開離を検出可能なエンドエフェクタ１０を実現できる。
As described above, according to the
また、各指部１２の延在方向の先端部１２２の縁部を覆う枠状の第１検出領域１４を有しているので、各指部１２の先端部１２２の縁部の任意の位置において、把持対象物６０あるいは周辺環境の物体７０の接近または開離を検出して、各指部１２の延在方向における各指部１２と物体との位置関係を高い精度で把握することができる。その結果、例えば、エンドエフェクタ１０を把持対象物５０に向かって接近させているときに、各指部１２が把持対象物５０に接触することなく接近することができるか否かを高い精度で検出することができる。
Further, since it has a frame-shaped
また、近接センサ部１３が、容量式近接センサで構成されている。これにより、簡単な構成で、各指部１２の延在方向において、各指部１２の先端部１２２に対する物体の接近および開離を検出できると共に、物体に対する各指部の先端部１２２の接近および開離を検出できる。
Further, the
また、近接センサ部１３が、各指部１２の延在方向から見て、各指部１２の先端部１２２の縁部に配置された枠状の電極１３１を有している。これにより、簡単な構成で、各指部１２の延在方向において、各指部１２の先端部１２２に対する物体の接近および開離を検出できると共に、物体に対する各指部の先端部１２２の接近および開離を検出できる。
Further, the
また、前記エンドエフェクタ装置１によれば、前記エンドエフェクタ１０によって、各指部１２の延在方向において、各指部１２の先端部１２２に対する物体の接近および開離を検出可能であると共に、物体に対する各指部１２の先端部１２２の接近および開離を検出可能なエンドエフェクタ装置１を実現できる。
Further, according to the
なお、前記エンドエフェクタ１０は、複数の指部１２を備えていればよく、２本の指部１２を備えている場合に限らない。例えば、図６に示すように、前記エンドエフェクタ１０は、３本の指部１２を備えるように構成することもできる。
The
各指部１２の先端部１２２は、各指部１２の延在方向から見て、略矩形状を有する場合に限らない。例えば、図７に示すように、各指部１２の先端部１２２は、各指部１２の延在方向から見て、円弧形状を有するように構成することもできる。また、先端部１２２の端面１２４は、指部の延在方向に直交する平面で構成されている場合に限らない。例えば、図８および図９に示すように、先端部１２２の端面１２４は、各指部の延在方向の先端部１２２側に突出する湾曲面１２５で構成してもよいし、各指部の延在方向に交差する傾斜面１２６で構成してもよい。
The
近接センサ部１３は、複数の指部１２の少なくとも１つに設けられていればよく、複数の指部１２の各々に設けられている場合に限らない。
The
また、近接センサ部１３は、少なくとも第１検出領域１４、すなわち、各指部の延在方向から見て、各指部１２の先端部１２２の縁部を覆う枠状の検出領域を有していればよく、枠状の電極１３１を有する容量式近接センサで構成されている場合に限らない。例えば、図１０～図１８に示すように、任意の形状の電極１３１を有する１以上の容量式センサで構成することもできる。
Further, the
図１０の近接センサ部１３は、各指部１２の先端面１２４の略全体を覆う１つのベタ電極１３１で構成されている。図１１の近接センサ部１３は、大きさの異なる２つの枠状の電極１３１で構成され、一方の電極１３１の内側に他方の電極１３１が配置されている。図１２および図１３の近接センサ部１３は、同じ大きさの２つの直線状の電極１３１で構成されている。図１４および図１５の近接センサ部１３は、同じ大きさの２つの略Ｃ字状の電極１３１で構成されている。図１６の近接センサ部１３は、同じ大きさの２つの枠状の電極１３１で構成されている。図１７および図１８の近接センサ部１３は、同じ大きさの２つのベタ電極１３１で構成されている。図１２、図１４および図１７の近接センサ部１３は、各電極１３１が、各指部１２の先端面１２４における中心線ＣＬに直交する一対の辺の各々に沿って配置され、図１３、図１５および図１８の近接センサ部１３は、各電極１３１が、各指部１２の先端面１２４における中心線ＣＬに平行な一対の辺の各々に沿って配置されている。
The
なお、図１１～図１８の近接センサ部１３では、各電極１３１が、各指部１２の延在方向から見て、把持面１２３に直交しかつ把持面１２３の中心を通る中心線ＣＬに対して対称に配置されている。このように、近接センサ部１３は、各指部１２の寸法構成、あるいは、把持対象物６０の形状および大きさなどに応じて、その構成を任意に変更することができるので、設計の自由度の高いエンドエフェクタ１０を実現できる。
In the
また、近接センサ部１３は、容量式近接センサに限らず、光学式、誘導式、磁気式および超音波式などの任意の形式の近接センサで構成できる。
Further, the
図５、図７および図１１～図１５の近接センサ部１３は、ループ電極であり、近接センサ部１３の寄生容量を減らして、検出感度を高めることができる。図１０および図１６～図１８の近接センサ部１３は、ベタ電極であり、電極面積を大きくして検出感度を高めることができる。図５、図７および図１０の近接センサ部１３は、単一の電極を有する自己容量式の近接センサであり、電極面積を大きくして検出感度を高めることができる。また、図１１～図１８の近接センサ部１３は、複数の電極を有し、複数の自己容量式近接センサ、または、１以上の相互容量式近接センサで構成することができる。例えば、図１２に示す近接センサ部１３を複数の自己容量式近接センサで構成した場合、検出領域１４の面画素を増やすことができるので、検出領域１４に把持対象物６０または周辺環境の物体７０のエッジ部分が位置しているときに、各指部１２をいずれの方向に動かせば把持対象物６０または周辺環境の物体７０に対する接触を回避できるかを判定することができる。
The
図１９に示すように、各指部１２の少なくとも１つが、第１の補助近接センサ部１６および第２の補助近接センサ部１７のいずれか１つまたは両方を有するように構成してもよい。第１の補助近接センサ部１６は、把持面１２３に設けられて、把持面１２３に対する把持対象物６０の接近および開離を検出可能に配置されている。この第１の補助近接センサ部１６により、把持対象物５０を把持するときに、各指部１２の把持面１２３と把持対象物５０との間の位置関係をより正確に把握することができる。また、第２の補助近接センサ部１７は、各指部１２の延在方向に交差する方向において把持面１２３とは反対側の面１２７に設けられて、把持面１２３とは反対側の面１２７に対する物体（例えば、周辺環境の障害物）の接近および開離を検出可能に配置されている。この第２の補助近接センサ部１７により、例えば、各指部１２と周辺環境の障害物との間の位置関係をより正確に把握することができる。
As shown in FIG. 19, at least one of each
なお、第１および第２の補助近接センサ部１６、１７は、近接センサ部１３と同様に、容量式、光学式、誘導式、磁気式および超音波式などの任意の形式の近接センサで構成できる。また、第１および第２の補助近接センサ部１６、１７は、容量式で構成する場合、任意の形状の電極を有する１以上の容量式センサで構成することができる。第１および第２の補助近接センサ部１６、１７で検出された検出結果は、例えば、制御装置１００に出力される。
The first and second auxiliary
次に、前記エンドエフェクタ装置１の制御装置１００について説明する。
Next, the
前記制御装置１００は、演算等を行うＣＰＵ、エンドエフェクタ１０の制御などに必要なプログラムあるいはデータ等を記憶しておくＲＯＭおよびＲＡＭなどの記憶媒体と、エンドエフェクタ装置１の外部との間で信号の入出力を行うインターフェース部とで構成され、図１に示すように、接近位置決定部１１０と、指配置判定部１２０と、指移動判定部１３０と、移動制御部１４０とを有している。なお、接近位置決定部１１０、指配置判定部１２０、指移動判定部１３０および移動制御部１４０の各部は、ＣＰＵが所定のプログラムを実行することにより実現される機能である。
The
なお、以下、図２０～図２４を参照して、制御装置１００を構成する各部についての説明を行っているが、図２０～図２４では、エンドエフェクタ装置１の各構成のうち、エンドエフェクタ１０のみを示し、その他の構成については省略している。
Hereinafter, each part constituting the
接近位置決定部１１０は、エンドエフェクタ１０の掌部１１が把持対象物６０に接近する掌接近方向（すなわち、図２１の矢印Ａ方向）における近接センサ部１３の把持対象物６０に対する位置であって、後述する把持位置Ｐ２（図２４参照）よりも掌接近方向Ａにおいて把持対象物６０から離れた接近位置Ｐ１（図２２参照）を決定する。接近位置Ｐ１は、エンドエフェクタ１０が対象物６０および周辺環境の物体７０に接触しない位置であり、要求されるエンドエフェクタ１０の接近位置Ｐ１から把持位置Ｐ２までの移動時間、各近接センサ部１３の性能、各指部１２の寸法構成、あるいは、把持対象物６０の形状および大きさなどに応じて決定される。なお、掌接近方向は、一例として、エンドエフェクタ１０の各指部１２の延在方向と略一致している。
The approach position determining unit 110 is a position of the
また、接近位置決定部１１０は、掌接近方向Ａにおいて、接近位置Ｐ１よりも把持対象物６０から離れた速度変更位置Ｐ３を決定する。速度変更位置Ｐ３は、掌部１１を把持対象物６０に接近させて接近位置Ｐ１まで移動させるときに、移動制御部１４０によって、速度変更位置Ｐ３よりも把持対象物６０から離れた位置Ｐ０と速度変更位置Ｐ３との間の掌部１１の移動速度である第１移動速度から、第１移動速度よりも小さい第２移動速度に変更される位置である。この速度変更位置Ｐ３は、要求されるエンドエフェクタ１０の接近位置Ｐ１から把持位置Ｐ２までの移動時間、駆動装置３０の性能、各指部１２の寸法構成、あるいは、把持対象物６０の形状および大きさなどに応じて決定される。
Further, the approach position determination unit 110 determines the speed change position P3 which is farther from the gripping
なお、接近位置Ｐ１、速度変更位置Ｐ３、第１移動速度および第２移動速度の各々は、ユーザの入力により決定してもよいし、接近位置決定部１１０が予め記憶されている複数の値の中から選択することにより決定してもよいし、接近位置決定部１１０がユーザの入力により決定あるいは接近位置決定部１１０により選択された値を近接センサ部１３により検出された検出結果に基づいて補正することにより決定してもよい。また、第２移動速度は、例えば、接近位置Ｐ１でエンドエフェクタ１０が停止可能な範囲で、要求されるエンドエフェクタ１０の接近位置Ｐ１から把持位置Ｐ２までの移動時間に応じて決定される。
Each of the approach position P1, the speed change position P3, the first movement speed, and the second movement speed may be determined by the input of the user, or a plurality of values stored in advance by the approach position determination unit 110. It may be determined by selecting from among them, or the approach position determination unit 110 determines by input of the user or corrects the value selected by the approach position determination unit 110 based on the detection result detected by the
指配置判定部１２０は、エンドエフェクタ１０で把持対象物６０を把持するときに、近接センサ部１３により検出された検出結果に基づいて、把持対象物６０における掌部１１が把持対象物６０に接近する方向まわりでかつ複数の指部１２の全てが把持対象物６０と周辺環境の物体７０との間の空間８０に位置する把持位置Ｐ２（図２４参照）に、エンドエフェクタ１０を物体７０に接触することなく配置可能か否かの配置判定を行う。配置判定は、各指部１２に対して、一例として、接近位置Ｐ１で行われる。なお、把持位置Ｐ２は、各指部１２を把持動作させることで把持対象物６０を把持可能な位置であり、例えば、エンドエフェクタ１０の各指部１２の寸法構成、あるいは、把持対象物６０の大きさなどに基づいて予め決定される。
When the finger placement determination unit 120 grips the
例えば、指配置判定部１２０は、予め入力された把持対象物６０の形状および大きさなどの情報から、掌接近方向Ａにおける決定された接近位置Ｐ１から把持対象物６０までの距離を算出する。そして、指配置判定部１２０は、各指部１２の寸法構成の情報と、算出された距離と、各指部１２の近接センサ部１３によって検出された検出結果とに基づいて、掌接近方向Ａに直交する方向における各指部１２と、把持対象物６０および周辺環境の物体７０との間の位置関係を把握する。これにより、指配置判定部１２０は、把持対象物６０と周辺環境の物体７０との間の空間８０に、各指部１２を把持対象物６０および周辺環境の物体７０に接触することなく挿入可能か否かを判定する。この判定は、例えば、エンドエフェクタ１０を接近位置Ｐ１に移動させる前、および、エンドエフェクタ１０を接近位置Ｐ１に移動させた後、把持位置Ｐ２に移動させる前に行われる。
For example, the finger placement determination unit 120 calculates the distance from the determined approach position P1 in the palm approach direction A to the
また、指配置判定部１２０は、配置判定において、把持対象物６０および周辺環境の物体７０に接触することなく複数の指部１２の各々を把持位置Ｐ２に配置不可能であるとする配置不可判定が複数の指部１２の一部に対してなされた場合、移動制御部１４０によって後述する第１移動が行われた後、第１移動前に配置可判定がなされていた指部１２が、第１移動後に把持対象物６０または周辺環境の物体７０に接触することなく把持位置Ｐ２に配置可能か否かの第１再配置判定を行う。第１再配置判定は、配置判定と同様の方法で行われる。
Further, in the arrangement determination, the finger arrangement determination unit 120 determines that each of the plurality of
第１再配置判定において、第１移動前に配置可判定がなされていた指部１２が、第１移動後に把持位置Ｐ２に配置可能であるとする再配置可判定がなされた場合、指配置判定部１２０は、第１移動前に配置不可判定がなされていた指部１２が、第１移動後に把持対象物６０または周辺環境の物体７０に接触することなく把持位置Ｐ２に配置可能か否かの第２再配置判定を行う。第２再配置判定は、配置判定と同様の方法で行われる。
In the first relocation determination, when the relocation possible determination is made that the
なお、指配置判定部１２０は、例えば、接近位置Ｐ１において、移動制御部１４０により各指部１２の移動が行われる毎に、配置判定を行う。
The finger arrangement determination unit 120 determines the arrangement each time the movement control unit 140 moves each
指移動判定部１３０は、指配置判定部１２０により行われた配置判定または第２再配置判定において配置不可判定がなされた場合に、複数の指部１２の把持面１２３間に把持対象物６０を配置できるように複数の指部１２の各々を各指部１２の延在方向に交差する方向に移動させることが可能か否かの移動判定を行う。この移動判定において、複数の指部１２の把持面１２３間に把持対象物６０を配置できるように複数の指部１２の各々を各指部１２の延在方向に交差する方向に移動させることができないとする移動不可判定がなされた場合、指移動判定部１３０は、把持対象物６０を把持不可能であると判定する。
The finger movement determination unit 130 holds the
なお、この実施形態では、図２１に示すように、複数の指部１２の各々を把持方向Ｂ１（すなわち、各指部１２の延在方向に交差する方向でかつ相互に接近する方向）に互いに接近させて閉じた状態で、エンドエフェクタ１０を接近位置Ｐ１まで移動させるように構成されている。このため、移動制御部１４０は、配置判定において配置不可判定がなされた場合、複数の指部１２の各々が相互に開離する方向を複数の指部１２の移動方向として決定し、決定された方向に沿って複数の指部１２の各々を段階的に移動させる。すなわち、配置可判定がなされることなく、複数の指部１２が移動制御部１４０により決定された方向に移動できなくなった場合に、移動不可判定がなされる。
In this embodiment, as shown in FIG. 21, each of the plurality of
移動制御部１４０は、接近位置決定部１１０、指配置判定部１２０および指移動判定部１３０で行われた判定の結果に基づいて駆動装置３０を制御して、掌部１１および各指部１２を駆動させる。
The movement control unit 140 controls the
例えば、エンドエフェクタ１０の接近位置Ｐ１への移動処理（以下、第１アプローチ処理という。）において、移動制御部１４０は、次のように掌部１１および各指部を駆動させる。
For example, in the movement process of the
移動制御部１４０は、掌接近方向Ａにおいて、接近位置Ｐ１よりも把持対象物６０から離れた位置（例えば、図２０および図２１に示す位置Ｐ０）から、把持対象物６０にエンドエフェクタ１０を移動させる場合、近接センサ部１３により検出された検出結果に基づいて、エンドエフェクタ１０が接近位置Ｐ１まで移動したか否かを判定し、エンドエフェクタ１０が接近位置Ｐ１まで移動したと判定された場合、エンドエフェクタ１０の移動を停止させる。このとき、図２１に示すように、複数の指部１２の各々を把持方向Ｂ１に互いに接近させて閉じた状態で、エンドエフェクタ１０を接近位置Ｐ１まで移動させる。なお、エンドエフェクタ１０が接近位置Ｐ１まで移動したか否かについては、近接センサ部１３により検出された掌接近方向Ａにおける把持対象物６０までの距離に基づいて決定される。
The movement control unit 140 moves the
移動制御部１４０は、エンドエフェクタ１０を接近位置Ｐ１に移動させる前に、指配置判定部１２０によって、掌接近方向Ａにおけるエンドエフェクタ１０に対する把持対象物６０の位置が把握できないと判定された場合、掌接近方向Ａにおけるエンドエフェクタ１０に対する把持対象物６０の位置が把握できると判定されるまで、掌部１１を掌接近方向Ａに交差（例えば、直交）する方向に移動させる。
When the movement control unit 140 determines that the position of the
移動制御部１４０は、掌接近方向Ａにおいて、掌部１１を把持対象物６０に向かって接近移動させてエンドエフェクタ１０を接近位置Ｐ１まで移動させるときに、近接センサ部１３により検出された検出結果に基づいて、掌部１１および各指部１２に対して把持対象物６０および周辺環境の物体７０が接触する可能性があるか否かを判定する。掌部１１および各指部１２に対して把持対象物６０および周辺環境の物体７０が接触する可能性があると判定された場合、移動制御部１４０は、掌接近方向Ａにおける掌部１１の把持対象物６０への接近移動を停止させる。また、移動制御部１４０は、近接センサ部１３により検出された検出結果に基づいて、エンドエフェクタ１０が接近位置Ｐ１よりも把持対象物６０から離れた速度変更位置Ｐ３（図２１参照）まで移動したか否かを判定し、エンドエフェクタ１０が速度変更位置Ｐ３まで移動したと判定された場合、速度変更位置Ｐ３よりも把持対象物６０から離れた位置Ｐ０（図２１に示す）と速度変更位置Ｐ３との間のエンドエフェクタ１０の移動速度である第１移動速度から、第１移動速度よりも小さい第２移動速度に変更する。
The movement control unit 140 moves the
また、例えば、エンドエフェクタ１０の把持位置Ｐ２への移動処理（以下、第２アプローチ処理という。）において、移動制御部１４０は、次のように掌部１１および各指部を駆動させる。第２アプローチ処理は、第１アプローチ処理の終了後に行われる。
Further, for example, in the movement process of the
移動制御部１４０は、配置判定または第２再配置判定において配置可判定がなされた場合、駆動装置３０を制御して、掌部１１を掌接近方向Ａにおいて把持対象物６０に接近移動させつつ、把持対象物６０と周辺環境の物体７０との間の空間８０に、各指部１２を把持対象物６０および周辺環境の物体７０に接触することなく挿入して、エンドエフェクタ１０を把持位置Ｐ２に移動させる。
When the arrangement determination is made in the arrangement determination or the second rearrangement determination, the movement control unit 140 controls the
移動制御部１４０は、配置判定において全てまたは一部の指部１２に対して配置不可判定がなされた場合、駆動装置３０を制御して、複数の指部１２の全てを各指部１２の延在方向に交差（例えば、直交）する方向に移動させる第１移動を行う。この実施形態では、第１移動は、各指部１２の延在方向に交差する方向において、各指部１２を相互に離れる方向Ｂ２に移動させて開く。
The movement control unit 140 controls the
移動制御部１４０は、第１再配置判定において配置不可判定がなされた場合、第１再配置判定が行われる前に配置不可判定された指部１２が、指部１２の延在方向に交差する方向において把持対象物６０から離れるように（すなわち、第１再配置判定が行われる前に配置不可判定された指部１２が、第１移動において移動した方向Ｂ２と同じ方向に）、掌部１１を掌接近方向Ａに交差する方向に移動させる第２移動を行う。
In the movement control unit 140, when the non-arrangement determination is made in the first rearrangement determination, the
なお、エンドエフェクタ１０が接近位置Ｐ１、把持位置Ｐ２および速度変更位置Ｐ３に到達したか否かは、例えば、複数の近接センサ部１３のうち、掌接近方向Ａにおいて最も把持対象物６０に近い近接センサ部１３により検出された検出結果（すなわち、各近接センサ部１３から把持対象物６０までの距離）に基づいて判断する。この実施形態では、各指部１２の近接センサ部１３は、各指部１２の延在方向における把持対象物６０に対する距離が略同一になるように配置されているため、エンドエフェクタ１０が各位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に到達したか否かの判断に、いずれの近接センサ部１３を用いても構わない。
Whether or not the
また、エンドエフェクタ１０が把持位置Ｐ２に到達したか否かの判断については、第１の補助近接センサ部１６を用いることができる。例えば、第１の補助近接センサ部１６が把持対象物６０を認識したときに、移動制御部１４０は、エンドエフェクタ１０が把持位置Ｐ２に到達したと判定する。
Further, the first auxiliary
続いて、図２５～図２７を参照して、第１アプローチ処理および第２アプローチ処理について説明する。なお、以下に説明するこれらの処理は、制御装置１００が所定のプログラムを実行することで実施される。また、第１アプローチ処理および第２アプローチ処理において、各指部１２の互いに接近または開離させる方向Ｂ１、Ｂ２における移動量は、微小な量（例えば、１ｍｍ）であるとする。
Subsequently, the first approach process and the second approach process will be described with reference to FIGS. 25 to 27. It should be noted that these processes described below are carried out by the
（第１アプローチ処理）
図２５に示すように、第１アプローチ処理が開始されると、接近位置決定部１１０が、接近位置Ｐ１および速度変更位置Ｐ３を決定すると共に、第１移動速度および第２移動速度を併せて決定する（ステップＳ１）。
(First approach processing)
As shown in FIG. 25, when the first approach process is started, the approach position determination unit 110 determines the approach position P1 and the speed change position P3, and also determines the first movement speed and the second movement speed. (Step S1).
接近位置Ｐ１および速度変更位置Ｐ３が決定されると、移動制御部１４０は、エンドエフェクタ１０の複数の指部１２の各々を把持方向Ｂ１に互いに接近させて閉じて（ステップＳ２）、近接センサ部１３による検出を開始する。近接センサ部１３による検出が開始されると、指配置判定部１２０が、近接センサ部１３により検出された検出結果に基づいて、掌接近方向Ａにおける掌部１１に対する把持対象物６０の位置が把握できるか否かの判定を行う（ステップＳ３）。
When the approach position P1 and the speed change position P3 are determined, the movement control unit 140 closes each of the plurality of
掌接近方向Ａにおけるエンドエフェクタ１０に対する把持対象物６０の位置が把握できないと判定された場合、移動制御部１４０は、掌部１１を掌接近方向Ａに交差する方向に移動させ（ステップＳ４）、掌接近方向Ａにおけるエンドエフェクタ１０に対する把持対象物６０の位置が把握できると判定されるまで、ステップＳ３およびＳ４を繰り返す。
When it is determined that the position of the
掌接近方向Ａにおける掌部１１に対する把持対象物６０の位置が把握できると判定された場合、移動制御部１４０は、掌接近方向Ａにおいて、掌部１１を把持対象物６０に接近させてエンドエフェクタ１０の接近位置Ｐ１への移動を開始させる（ステップＳ５）。
When it is determined that the position of the
エンドエフェクタ１０の接近位置Ｐ１への移動が開始されると、移動制御部１４０は、まず、近接センサ部１３により検出された検出結果に基づいて、掌部１１および各指部１２に対して把持対象物６０および周辺環境の物体７０が接触する可能性があるか否かを判定しつつ、エンドエフェクタ１０が速度変更位置Ｐ３に到達したか否かを判定する（ステップＳ６）。このステップＳ６は、エンドエフェクタ１０が速度変更位置Ｐ３に到達するまで繰り返される。なお、掌部１１および各指部１２に対して把持対象物６０および周辺環境の物体７０が接触する可能性があると判定された場合、移動制御部１４０は、掌接近方向Ａにおける掌部１１の把持対象物６０への接近移動を停止させる。
When the movement of the
エンドエフェクタ１０が速度変更位置Ｐ３に到達したと判定されると、移動制御部１４０は、エンドエフェクタ１０の移動速度を第１移動速度から、第１移動速度よりも小さい第２移動速度に変更する（ステップＳ７）。
When it is determined that the
エンドエフェクタ１０の移動速度が第１移動速度から第２移動速度に変更されると、移動制御部１４０は、近接センサ部１３により検出された検出結果に基づいて、エンドエフェクタ１０が接近位置Ｐ１に到達したか否かを判定する（ステップＳ８）。このステップＳ８は、エンドエフェクタ１０が接近位置Ｐ１に到達するまで繰り返される。
When the movement speed of the
エンドエフェクタ１０が接近位置Ｐ１に到達したと判定されると、移動制御部１４０は、エンドエフェクタ１０の移動を停止させ（ステップＳ９）、第１アプローチ処理が終了する。
When it is determined that the
このように、前記エンドエフェクタ装置１では、複数の指部１２の各々に近接センサ部１３が設けられたエンドエフェクタ１０と、エンドエフェクタ１０の掌部１１および各指部１２を駆動させる駆動装置３０と、掌部１１を把持対象物６０に接近させる移動制御部１４０と、把持対象物６０における掌接近方向Ａまわりでかつ複数の指部１２の全てが把持対象物６０と周辺環境の物体７０との間に位置して把持動作により把持対象物６０を把持可能な把持位置Ｐ２よりも、掌接近方向Ａにおいて把持対象物６０から離れた接近位置Ｐ１を決定する接近位置決定部１１０とを備え、移動制御部１４０が、近接センサ部１３により検出された検出結果に基づいて、掌部１１および各指部１２に対して把持対象物６０および周辺環境の物体７０が接触する可能性がある場合には、掌部１１の把持対象物６０への接近移動を停止させる。このような構成により、把持対象物６０および周辺環境の物体７０に接触することなく、エンドエフェクタ１０を接近位置に移動させることが可能なエンドエフェクタ装置１を実現できる。
As described above, in the
また、移動制御部１４０は、各指部１２をその延在方向に交差する方向において互いに接近させて閉じた状態で、エンドエフェクタ１０を接近位置Ｐ１まで移動させる。このような構成により、各指部１２の近接センサ部１３をアレイとして用いることができるので、掌接近方向Ａのエンドエフェクタ１０に対する把持対象物６０および周辺環境の物体７０の接近または開離をより正確に検出することができる。
Further, the movement control unit 140 moves the
また、移動制御部１４０は、エンドエフェクタ１０を把持対象物６０に接近させる前に、近接センサ部１３により検出された検出結果に基づいて、掌接近方向Ａにおけるエンドエフェクタ１０に対する把持対象物６０の位置が把握できるか否かの判定を行う。掌接近方向Ａにおけるエンドエフェクタ１０に対する把持対象物６０の位置が把握できないと判定した場合、移動制御部１４０は、掌接近方向Ａにおけるエンドエフェクタ１０に対する把持対象物６０の位置が把握できると判定されるまで、エンドエフェクタ１０を掌接近方向Ａに交差する方向Ｂに移動させる。このような構成により、エンドエフェクタ１０を把持対象物６０に向かってより正確に移動させることができる。
Further, the movement control unit 140 of the
また、移動制御部１４０は、エンドエフェクタ１０を把持対象物６０に接近させて接近位置Ｐ１まで移動させるときに、掌接近方向Ａにおいて、エンドエフェクタ１０が接近位置Ｐ１よりも把持対象物６０から離れた速度変更位置Ｐ３まで移動したときに、速度変更位置Ｐ３よりも把持対象物６０から離れた位置Ｐ０と速度変更位置Ｐ３との間のエンドエフェクタ１０の移動速度である第１移動速度から、第１移動速度よりも小さい第２移動速度に変更する。このような構成により、エンドエフェクタ１０を接近位置Ｐ１まで移動させるときにおけるエンドエフェクタ１０の把持対象物６０に対する意図しない接触をより確実に回避することができる。
Further, when the movement control unit 140 brings the
なお、第１アプローチ処理において、ステップＳ２～ステップＳ７は、必要に応じて、省略することができる。すなわち、エンドエフェクタ１０を接近位置Ｐ１に移動させるときに、各指部１２を閉じなくてもよいし、掌接近方向Ａにおける掌部１１に対する把持対象物６０の位置が把握できるか否かの判定を行わなくてもよいし、エンドエフェクタ１０の移動速度を変更しなくてもよい。また、ステップＳ２～ステップＳ７のいずれか１つまたは複数を省略してもよいし、ステップＳ２～ステップＳ７の全てを省略してもよい。
In the first approach process, steps S2 to S7 can be omitted if necessary. That is, when the
例えば、第１アプローチ処理のステップＳ３を省略する場合、画像センサを用いて掌部１１に対する把持対象物６０の位置を把握するように構成することができる。
For example, when step S3 of the first approach process is omitted, the position of the
また、近接センサ部１３は、複数の指部１２の少なくとも１つに設けられていればよく、複数の指部１２の各々に設けられている場合に限らない。
Further, the
また、速度変更位置Ｐ３は、１つに限らず、２つ以上設けてもよい。すなわち、エンドエフェクタ１０を接近位置Ｐ１まで移動させるときに、２箇所以上でエンドエフェクタ１０の速度変更を行ってもよい。さらに、速度変更位置Ｐ３は、接近位置Ｐ１と同じ位置（すなわち、Ｐ１＝Ｐ３）であっても構わない。この場合、第１アプローチ処理において、ステップＳ６およびステップＳ７が省略され、移動制御部１４０が、第２アプローチ処理において、第１アプローチ処理におけるエンドエフェクタ１０の移動速度と同じか遅い速度で、エンドエフェクタ１０を移動させる。
Further, the speed change position P3 is not limited to one, and two or more may be provided. That is, when moving the
また、ステップＳ３において、掌接近方向Ａにおけるエンドエフェクタ１０に対する把持対象物６０の位置が把握できないと判定された場合、掌接近方向Ａにおけるエンドエフェクタ１０に対する把持対象物６０の位置が把握できると判定されるまで、ステップＳ６を繰り返すのではなく、その時点で、第１アプローチ処理を終了するように構成してもよい。
Further, in step S3, when it is determined that the position of the
（第２アプローチ処理）
図２６および図２７に示すように、第２アプローチ処理では、移動制御部１４０が、入力された把持対象物６０の情報に基づいて、エンドエフェクタ１０の複数の指部１２の各々を互いに離れる方向Ｂ２に移動させて開いた後（ステップＳ１１）、指配置判定部１２０が、全ての指部１２が把持位置Ｐ２に配置可能か否かの配置判定を行う（ステップＳ１２）。この配置判定において、全ての指部１２に対して配置不可判定がなされた場合の処理を図２６に示し、複数の指部１２の一部に対して配置不可判定がなされた場合の処理を図２７に示す。
(Second approach processing)
As shown in FIGS. 26 and 27, in the second approach process, the movement control unit 140 separates each of the plurality of
なお、例えば、第１アプローチ処理が各指部１２を閉じずに開いたままで行われた場合、移動制御部１４０は、ステップＳ１１で、各指部１２を互いに接近する把持方向Ｂ１に段階的に移動させて閉じるように構成される。
For example, when the first approach process is performed with each
図２６に示すように、ステップＳ１２の配置判定において、全ての指部１２に対して配置可判定がなされた場合、移動制御部１４０は、エンドエフェクタ１０を把持位置Ｐ２に移動させて（ステップＳ１３）、第２アプローチ処理が終了する。
As shown in FIG. 26, when the arrangement determination is made for all the
一方、ステップＳ１２の配置判定において、全ての指部１２に対して配置不可判定がなされた場合、指移動判定部１３０は、各指部１２を互いに離れる方向に移動させて開くことができるか否かの移動判定を行う（ステップＳ１４）。この移動判定において、各指部１２を互いに離れる方向Ｂ２に移動させて開くことができるとする移動可判定がなされた場合、移動制御部１４０が、各指部１２を互いに離れる方向Ｂ２に移動させて開き（ステップＳ１５）、ステップＳ１２に戻って、再び指配置判定部１２０によって配置判定が行われる。
On the other hand, in the arrangement determination of step S12, when the arrangement impossible determination is made for all the
移動判定により、各指部１２を互いに離れる方向Ｂ２に移動させて開くことができないとする移動不可判定がなされた場合、指移動判定部１３０は、把持対象物６０を把持不可能であると判定して（ステップＳ１６）、第２アプローチ処理が終了する。
When the movement determination determines that the fingers cannot be moved by moving the
図２７に示すように、ステップＳ１２の配置判定において、一部の指部１２に対して配置不可判定がなされた場合、指移動判定部１３０が、各指部１２を互いに離れる方向に移動させて開くことができるか否かの移動判定を行う（ステップＳ２１）。この移動判定において移動可判定がなされた場合、移動制御部１４０が、各指部１２を互いに離れる方向Ｂ２に移動させて開く第１移動を行う（ステップＳ２２）。
As shown in FIG. 27, in the arrangement determination of step S12, when the arrangement impossible determination is made for some
第１移動が行われると、指配置判定部１２０は、第１移動前に配置可判定がなされていた指部１２が、第１移動後に把持対象物６０または周辺環境の物体７０に接触することなく把持位置Ｐ２に配置可能か否かの第１再配置判定を行う（ステップＳ２３）。この第１再配置判定において配置可判定がなされた場合、指配置判定部１２０は、第１移動前に配置不可判定がなされていた指部１２が、第１移動後に把持対象物６０または周辺環境の物体７０に接触することなく把持位置Ｐ２に配置可能か否かの第２再配置判定を行う（ステップＳ２４）。
When the first movement is performed, the finger placement determination unit 120 causes the
第２再配置判定において配置可判定がなされた場合、あるいは、ステップＳ１２およびステップＳ２４において、全ての指部１２に対して配置可判定がなされた場合、移動制御部１４０は、エンドエフェクタ１０を把持位置Ｐ２に移動させて（ステップＳ１３）、第２アプローチ処理が終了する。
When the arrangement possible determination is made in the second relocation determination, or when the arrangement possible determination is made for all the
ステップＳ２１の移動判定において移動不可判定がなされた場合、指移動判定部１３０は、把持対象物６０を把持不可能であると判定して（ステップＳ１６）、第２アプローチ処理が終了する。
When the movement determination in step S21 determines that the movement is not possible, the finger movement determination unit 130 determines that the gripping
ステップＳ２３の第１再配置判定において配置不可判定がなされた場合、移動制御部１４０は、第１再配置判定が行われる前に配置不可判定された指部１２が、指部１２の延在方向に交差する方向において把持対象物６０から離れるように、掌部１１を掌接近方向Ａに交差する方向に移動させる第２移動を行う（ステップＳ２５）。これは、配置判定において配置可判定されかつ第１再配置判定において配置不可判定された指部１２が、把持対象物６０と周辺環境の物体７０との間の空間８０上から周辺環境の物体７０上に移動した可能性が高いためである。第２移動が行われると、ステップＳ１２に戻って、再び指配置判定部１２０によって配置判定が行われる。
When the non-arrangement determination is made in the first rearrangement determination in step S23, the movement control unit 140 has the
ステップＳ２４の第２再配置判定において配置不可判定がなされた場合、ステップＳ２１に戻って、再び指移動判定部１３０によって移動判定が行われる。 If the non-arrangement determination is made in the second rearrangement determination in step S24, the process returns to step S21, and the finger movement determination unit 130 makes a movement determination again.
なお、ステップＳ１１において、各指部１２を互いに接近する把持方向Ｂ１に段階的に移動させて閉じる場合、ステップＳ２５では、第１再配置判定が行われる前に配置不可判定された指部１２が、指部１２の延在方向に交差する方向において把持対象物６０に接近するように第２移動が行われる。これは、配置判定において配置可判定されかつ第１再配置判定において配置不可判定された指部１２が、把持対象物６０と周辺環境の物体７０との間の空間８０上から把持対象物６０上に移動した可能性が高いためである。
In step S11, when each
このように、前記エンドエフェクタ装置１では、複数の指部１２の各々に近接センサ部１３が設けられたエンドエフェクタ１０と、エンドエフェクタ１０の掌部１１および各指部１２を駆動させる駆動装置３０と、複数の指部１２の各々を把持対象物６０および周辺環境の物体７０に接触することなく把持位置Ｐ２に配置可能か否かの配置判定を行う指配置判定部１２０と、配置判定において配置可判定がなされたときにエンドエフェクタ１０を把持位置Ｐ２に移動させ、配置判定において配置不可判定がなされた場合、各指部１２をその延在方向に交差する方向に移動させる移動制御部１４０とを備えている。このような構成により、把持対象物６０および周辺環境の物体に接触することなく、把持対象物６０を把持可能な位置（すなわち、把持位置Ｐ２）に配置可能なエンドエフェクタ装置１を実現できる。
As described above, in the
また、指配置判定部１２０は、配置判定において、配置不可判定が複数の指部１２の一部に対してなされた場合に複数の指部１２の全てをその延在方向に交差する方向に移動させる第１移動が、移動制御部１４０によって行われた場合に、第１移動前に配置可判定がなされていた指部１２が、第１移動後に把持対象物６０または周辺環境の物体７０に接触することなく把持位置Ｐ２に配置可能か否かの再配置判定を行う。また、移動制御部１４０は、再配置判定において、配置不可判定がなされた場合、再配置判定が行われる前に配置不可判定された指部１２がその延在方向に交差する方向において把持対象物６０に対して接近または開離するように、掌部１１を掌接近方向Ａに交差する方向に移動させる第２移動を行う。このような構成により、エンドエフェクタ１０を把持位置Ｐ２に移動させるときのアーム２０の駆動量を低減することができる。
Further, the finger placement determination unit 120 moves all of the plurality of
また、配置判定において配置不可判定がなされた場合に、複数の指部１２間に把持対象物６０を配置できるように、複数の指部１２の各々をその延在方向に交差する方向に移動させることが可能か否かの移動判定を行う指移動判定部１３０をさらに備える。この指移動判定部１３０は、移動判定により移動不可判定がなされた場合、把持対象物６０を把持不可能であると判定する。このような構成により、把持対象物６０を把持可能か否かについて正確かつ迅速に判定することができる。
Further, when the arrangement determination is made, each of the plurality of
なお、第２アプローチ処理において、ステップＳ１６およびステップＳ２５については、省略することができる。すなわち、指移動判定部１３０を省略してもよいし、また、第１再配置判定において配置不可判定がなされた場合に第２移動を行わないようにしてもよい。 In the second approach process, steps S16 and S25 can be omitted. That is, the finger movement determination unit 130 may be omitted, or the second movement may not be performed when the arrangement impossible determination is made in the first rearrangement determination.
また、ステップＳ１２で配置判定が行われて、一部の指部１２に対して配置不可判定がなされた場合、ステップＳ２２で第１移動を行わずに、配置可判定がされた指部１２が把持対象物６０に接近するように掌部１１を掌接近方向Ａに交差する方向に移動させるようにしてもよい。このように構成することで、第２アプローチ処理を簡略して、制御装置１００の負荷を軽減することができる。
Further, when the placement determination is made in step S12 and the placement impossible judgment is made for some of the
以上、図面を参照して本開示における種々の実施形態を詳細に説明したが、最後に、本開示の種々の態様について説明する。なお、以下の説明では、一例として、参照符号も添えて記載する。 The various embodiments of the present disclosure have been described in detail with reference to the drawings, and finally, various aspects of the present disclosure will be described. In the following description, a reference reference numeral is also described as an example.
本開示の第１態様のエンドエフェクタ装置１は、
掌部１１と、延在方向の一端部１２１が前記掌部１１に接続されていると共に、前記延在方向に交差する方向でかつ互いに接近する方向にそれぞれ移動して把持対象物６０を把持する把持動作可能な複数の指部１２とを有し、前記複数の指部１２の各々における前記延在方向の他端部１２２に近接センサ部１３がそれぞれ設けられ、前記近接センサ部１３が、前記延在方向における前記近接センサ部１３の前記把持対象物６０および周辺環境の物体７０に対する接近または開離を検出可能であると共に、前記延在方向における前記把持対象物６０および前記物体の前記近接センサ部１３に対する接近または開離を検出可能に配置されたエンドエフェクタ１０と、
前記エンドエフェクタ１０の前記掌部１１および前記複数の指部１２の各々を駆動させる駆動装置３０と、
前記エンドエフェクタ１０で前記把持対象物６０を把持するときに、前記近接センサ部１３により検出された検出結果に基づいて、前記把持対象物６０における前記掌部１１が前記把持対象物６０に接近する掌接近方向Ａまわりでかつ前記複数の指部１２の全てが前記把持対象物６０と前記物体７０との間に位置して前記把持動作により前記把持対象物を把持可能な把持位置Ｐ２に、前記エンドエフェクタ１０を前記把持対象物６０および前記物体７０に接触することなく配置可能か否かの配置判定を行う指配置判定部１２０と、
前記配置判定において、前記把持対象物６０および前記物体７０に接触することなく前記エンドエフェクタを前記把持位置Ｐ２に配置可能であるとする配置可判定がなされた場合、前記駆動装置３０を制御して前記エンドエフェクタ１０を前記把持位置Ｐ２に移動させると共に、前記把持対象物６０および前記物体７０に接触することなく前記エンドエフェクタ１０を前記把持位置Ｐ２に配置不可能であるとする配置不可判定がなされた場合、前記駆動装置３０を制御して前記複数の指部１２の各々を前記延在方向に交差する方向に移動させる移動制御部１４０と
を備える。
The
The
A
When the
When it is determined in the arrangement determination that the end effector can be arranged at the gripping position P2 without coming into contact with the gripping
第１態様のエンドエフェクタ装置１によれば、把持対象物６０および周辺環境の物体に接触することなく、把持対象物６０を把持可能な位置（すなわち、把持位置Ｐ２）に配置可能なエンドエフェクタ装置１を実現できる。
According to the
本開示の第２態様のエンドエフェクタ装置１は、
前記移動制御部１４０が、
前記配置判定において、前記配置不可判定が前記複数の指部１２の一部に対してなされた場合、前記配置不可判定された前記指部１２が前記把持対象物６０に接近または開離するように、前記掌接近方向Ａに交差する方向に前記掌部１１を移動させる。
The
The movement control unit 140
In the arrangement determination, when the arrangement impossible determination is made for a part of the plurality of
第２態様のエンドエフェクタ装置１によれば、エンドエフェクタ１０の把持位置Ｐ２への移動処理を簡略化して、制御装置１００の負荷を軽減することができる。
According to the
本開示の第３態様のエンドエフェクタ装置１は、
前記指配置判定部１２０が、
前記配置判定において、前記配置不可判定が前記複数の指部１２の一部に対してなされて、前記第１移動制御部１４０が前記複数の指部１２の全てを前記延在方向に交差する方向に移動させる第１移動を行った場合に、前記第１移動前に前記配置可判定がなされていた前記指部１２が、前記第１移動後に前記把持対象物６０または前記物体７０に接触することなく前記把持位置Ｐ２に配置可能か否かの再配置判定を行い、
前記移動制御部１４０が、
前記再配置判定において、前記配置不可判定がなされた場合、前記再配置判定が行われる前に前記配置不可判定された前記指部１２が前記延在方向に交差する方向において前記把持対象物６０に対して接近または開離するように、前記掌部１１を前記掌接近方向Ａに交差する方向に移動させる第２移動を行う。
The
The finger placement determination unit 120
In the arrangement determination, the arrangement impossible determination is made for a part of the plurality of
The movement control unit 140
When the non-arrangement determination is made in the rearrangement determination, the gripping
第３態様のエンドエフェクタ装置１によれば、エンドエフェクタ１０を把持位置Ｐ２に移動させるときのアーム２０の駆動量を低減することができる。
According to the
本開示の第４態様のエンドエフェクタ装置１は、
前記配置判定において前記配置不可判定がなされた場合に、前記複数の指部１２間に前記把持対象物６０を配置できるように、前記複数の指部１２の各々を前記延在方向に交差する方向に移動させることが可能か否かの移動判定を行う指移動判定部１３０をさらに備え、
前記指移動判定部１３０は、
前記移動判定により、前記複数の指部１２間に前記把持対象物６０を配置できるように前記複数の指部１２の各々を前記延在方向に交差する方向に移動させることができないとする移動不可判定がなされた場合、前記把持対象物６０を把持不可能であると判定する。
The
A direction in which each of the plurality of
The finger movement determination unit 130 is
According to the movement determination, it is impossible to move each of the plurality of
第４態様のエンドエフェクタ装置１によれば、把持対象物６０を把持可能か否かについてより正確に判定することができる。
According to the
なお、前記様々な実施形態または変形例のうちの任意の実施形態または変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。また、実施形態同士の組み合わせまたは実施例同士の組み合わせまたは実施形態と実施例との組み合わせが可能であると共に、異なる実施形態または実施例の中の特徴同士の組み合わせも可能である。 By appropriately combining any of the various embodiments or modifications thereof, the effects of each can be achieved. Further, a combination of embodiments, a combination of examples, or a combination of an embodiment and an embodiment is possible, and a combination of features in different embodiments or examples is also possible.
本開示のエンドエフェクタは、例えば、産業用ロボットのエンドエフェクタ装置に適用できる。 The end effector of the present disclosure can be applied to, for example, an end effector device of an industrial robot.
本開示のエンドエフェクタ装置は、例えば、産業用ロボットに適用できる。 The end effector device of the present disclosure can be applied to, for example, an industrial robot.
１ エンドエフェクタ装置
１０ エンドエフェクタ
１１ 掌部
１２ 指部
１２１ 基端部
１２２ 先端部
１２３ 把持面
１２４ 先端面
１３ 近接センサ部
１３１ 電極
１４ 第１検出領域
１５ 第２検出領域
１６ 第１の補助近接センサ部
１７ 第２の補助近接センサ部
２０ アーム
３０ 駆動装置
４０ 操作部
５０ 電源
６０ 把持対象物
１００ 制御装置
１１０ 接近位置決定部
１２０ 指配置判定部
１３０ 指移動判定部
１４０ 移動制御部
ＣＬ 中心線
Ｐ１ 接近位置
Ｐ２ 把持位置
Ｐ３ 速度変更位置
1
Claims (1)
前記エンドエフェクタの前記掌部および前記複数の指部の各々を駆動させる駆動装置と、
前記エンドエフェクタで前記把持対象物を把持する場合に、前記近接センサ部により検出された検出結果に基づいて、前記把持対象物における前記掌部が前記把持対象物に接近する掌接近方向まわりでかつ前記複数の指部の全てが前記把持対象物と前記物体との間に位置して前記把持動作により前記把持対象物を把持可能な把持位置に、前記エンドエフェクタを前記把持対象物および前記物体に接触することなく配置可能か否かの配置判定を行う指配置判定部と、
前記配置判定において、前記把持対象物および前記物体に接触することなく前記エンドエフェクタを前記把持位置に配置可能であるとする配置可判定がなされた場合、前記駆動装置を制御して前記エンドエフェクタを前記把持位置に移動させると共に、前記把持対象物および前記物体に接触することなく前記エンドエフェクタを前記把持位置に配置不可能であるとする配置不可判定がなされた場合、前記駆動装置を制御して前記複数の指部の各々を前記延在方向に交差する方向に移動させる移動制御部と
を備え、
前記移動制御部は、
前記配置判定において、前記配置不可判定が前記複数の指部の一部に対してなされた場合、前記配置不可判定された前記指部が前記把持対象物に接近または開離するように、前記掌接近方向に交差する方向に前記掌部を移動させ、
前記指配置判定部は、
前記配置判定において、前記配置不可判定が前記複数の指部の一部に対してなされて、前記移動制御部が前記複数の指部の全てを前記延在方向に交差する方向に移動させる第１移動を行った場合に、前記第１移動前に前記配置可判定がなされていた前記指部が、前記第１移動後に前記把持対象物または前記物体に接触することなく前記把持位置に配置可能か否かの再配置判定を行い、
前記移動制御部は、
前記再配置判定において、前記配置不可判定がなされた場合、前記再配置判定が行われる前に前記配置不可判定された前記指部が前記延在方向に交差する方向において前記把持対象物に対して接近または開離するように、前記掌部を前記掌接近方向に交差する方向に移動させる第２移動を行い、
前記配置判定において前記配置不可判定がなされた場合に、前記複数の指部間に前記把持対象物を配置できるように、前記複数の指部の各々を前記延在方向に交差する方向に移動させることが可能か否かの移動判定を行う指移動判定部をさらに備え、
前記指移動判定部は、
前記移動判定により、前記複数の指部間に前記把持対象物を配置できるように前記複数の指部の各々を前記延在方向に交差する方向に移動させることができないとする移動不可判定がなされた場合、前記把持対象物を把持不可能であると判定する、エンドエフェクタ装置。 The palm portion and one end portion in the extending direction are connected to the palm portion, and the gripping operation is possible by moving in a direction intersecting the extending direction and in a direction approaching each other to grip the gripping object. It has a plurality of finger portions, and each of the plurality of finger portions is provided with a proximity sensor unit at the other end in the extending direction, and the proximity sensor unit is the proximity sensor unit in the extending direction. The approach or separation to the gripping object and the object in the surrounding environment can be detected, and the approach or separation of the gripping object and the object to the proximity sensor portion in the extending direction can be detected. With the end effector,
A drive device for driving each of the palm portion and the plurality of finger portions of the end effector, and
When gripping the gripping object with the end effector, based on the detection result detected by the proximity sensor unit, the palm portion of the gripping object is around the palm approaching direction in which the gripping object approaches the gripping object. All of the plurality of fingers are located between the gripping object and the object, and the end effector is placed on the gripping object and the object at a gripping position where the gripping object can be gripped by the gripping operation. A finger placement determination unit that determines placement of whether or not it can be placed without contact,
In the arrangement determination, when it is determined that the end effector can be arranged at the gripping position without coming into contact with the gripping object and the object, the drive device is controlled to control the end effector. When it is determined that the end effector cannot be placed at the gripping position without moving to the gripping position and without contacting the gripping object and the object, the drive device is controlled. A movement control unit for moving each of the plurality of finger portions in a direction intersecting the extending direction is provided .
The movement control unit
In the arrangement determination, when the arrangement impossible determination is made for a part of the plurality of finger portions, the palm is such that the finger portion determined to be unarrangeable approaches or opens the gripping object. Move the palm in a direction that intersects in the approaching direction,
The finger placement determination unit is
In the arrangement determination, the arrangement impossible determination is made for a part of the plurality of fingers, and the movement control unit moves all of the plurality of fingers in a direction intersecting the extending direction. Is it possible to place the finger portion, which has been determined to be able to be placed before the first movement, at the gripping position without touching the gripping object or the object after the first movement? Make a relocation judgment to see if
The movement control unit
When the non-arrangement determination is made in the rearrangement determination, the gripping object is in a direction in which the finger portion determined to be non-arrangement intersects in the extending direction before the rearrangement determination is performed. A second movement is performed to move the palm portion in a direction intersecting the palm approaching direction so as to approach or separate.
When the unarrangement determination is made in the arrangement determination, each of the plurality of fingers is moved in a direction intersecting the extending direction so that the gripping object can be arranged between the plurality of fingers. It also has a finger movement determination unit that determines the movement of whether or not it is possible.
The finger movement determination unit is
According to the movement determination, the immovability determination is made that each of the plurality of fingers cannot be moved in the direction intersecting the extending direction so that the gripping object can be arranged between the plurality of fingers. If so, the end effector device determines that the gripping object cannot be gripped .
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