JP7264241B2 - センサー体、及び吸着装置 - Google Patents

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Description

本発明は、センサー体、及び吸着装置に関する。
従来技術として、複数のアーム部材から構成されるロボットアームを備える作業用ロボ
ットが知られている。例えば、特許文献１には、被搬送物を搬送する搬送ロボットに用いられ、被搬送物を保持するロボットハンド（ロボットアーム）において、ハンド本体と、ハンド本体に設けられ、弾性力によって軸心方向へ伸縮可能であって、真空圧を利用して被搬送物を吸着する複数のベローズ型吸着パッドと、吸着状態における各ベローズ型吸着パッドの軸長を測定する軸長センサー、とを備えるロボットハンドが開示されている。
日本国公開特許公報「特開２０１１－１０７０１１号」
上述のような従来技術では、ロボットハンドの軸長センサーは被搬送物を検知しており、吸着パッドの変形量は検知しておらず、吸着パッドが被搬送物を吸着可能な状態であるか否かを精度よく判定することができない可能性がある。
本発明は、一側面では、このような実情を鑑みてなされたものであり、その目的は、吸着装置に取り付け可能なセンサーであって、吸着パッド等の吸着部の変形量を測定することができるセンサーを提供することである。
本発明は、上述した課題を解決するために、以下の構成を採用する。
すなわち、本開示の一側面に係るセンサー体は、負圧により対象物を吸着する吸着部と、前記吸着部を支持し通気路を有する軸とを有する吸着装置に取り付け可能なセンサー体であって、前記吸着装置の前記軸が通過する空間部が形成された本体部と、前記本体部に配置され、前記負圧によって変形する前記吸着部を検出する１つ以上の第１近接センサーと、前記軸に対して固定される固定部と、前記本体部を支持する支持部とを有する取付具とを備える。
前記構成によれば、吸着部を支持し通気路を有する吸着装置の軸にセンサー体を取り付けることができ、第１近接センサーを吸着部上に配置させることができる。また、第１近接センサーと吸着部との距離を容易に変更することができ、第１近接センサーの設置位置の自由度が高い。また、第１近接センサーによって、吸着部の変形量を測定することができる。
前記一側面に係るセンサー体において、前記支持部は、前記固定部から前記吸着部に向かって延びていてもよい。
前記構成によれば、第１近接センサーを吸着部により近づけて、吸着部の上部に設置させることができ、吸着部の変形量が計測し易くなる。また、第１近接センサーを吸着部に近づけることによって、Ｓ／Ｎ比（信号対雑音比）が向上する。
前記一側面に係るセンサー体において、前記本体部は、前記支持部によって、前記固定部より前記吸着部側に配置されていてもよい。
前記構成によれば、軸に配管が設けられている場合、固定部は配管から上側で取り付けることができる。そして、第１近接センサーを吸着部に近づけることができ、吸着部の変形量が計測し易くなる。また、第１近接センサーを吸着部に近づけることによって、Ｓ／Ｎ比（信号対雑音比）が向上する。
前記一側面に係るセンサー体において、前記軸の円周方向に沿って、複数の前記第１近接センサーが、前記本体部に配置されていてもよい。
前記構成によれば、第１近接センサーの死角をなくすことができる。
前記一側面に係るセンサー体において、１つ以上の前記第１近接センサーは、前記吸着部を覆うように、円状に配置されていてもよい。
前記構成によれば、本体部の大きさに応じて、適切な近接センサーを選択することができる。
前記一側面に係るセンサー体において、前記軸に対して半径方向に沿って、複数の前記第１近接センサーが、前記本体部に配置されていてもよい。
前記構成によれば、より高い解像度で吸着部を観察するように、吸着部の変形の詳細を取得することができ、変形の状態を精度よく計測することができる。
前記一側面に係るセンサー体において、前記本体部において前記軸に対して前記第１近接センサーより半径方向外側に配置されており、前記対象物を検出する１つ以上の第３近接センサーを備えてもよい。
前記構成によれば、吸着部の変位量に加え、吸着される対象物の状態も計測することができる。よって、検出精度を向上させることができ、吸着装置の動作速度を速めることができる。
前記一側面に係るセンサー体において、前記本体部の側面に配置され、前記本体部の側面に接近した物体を検出する１つ以上の第２近接センサーを備えていてもよい。
前記構成によれば、センサー体の側面の状態を計測することができ、例えば、吸着装置に接近する物体との衝突を防止することができる。
前記一側面に係るセンサー体において、前記軸の円周方向に沿って、複数の前記第２近接センサーが、前記本体部の側面に配置されていてもよい。
前記構成によれば、センサー体の側面の状態を精度よく計測することができ、例えば、吸着装置に複数方向から接近する物体との衝突を防止することができる。
また、本開示の一側面に係る吸着装置は、前記センサー体と、負圧により対象物を吸着する吸着部と、前記吸着部を支持し通気路を有する軸とを備える。
前記構成によれば、吸着部を支持し通気路を有する軸にセンサー体を取り付けることができ、第１近接センサーを吸着部上に配置させることができる。また、第１近接センサーと吸着部との距離を容易に変更することができ、第１近接センサーの設置位置の自由度が高い。また、第１近接センサーによって、吸着部の変形量を測定することができる。
前記一側面に係る吸着装置において、前記吸着部は、変位する箇所に導電部材を含み、１つ以上の前記第１近接センサーは、容量式センサーまたは電磁誘導式センサーであってもよい。
前記構成によれば、対象物の誘電率や透磁率等の対象物の物性にかかわらず、吸着部と対象物との接触や、吸着部の変形量を精度よく検出することができる。
前記一側面に係る吸着装置において、前記吸着部が接地されていてもよい。
前記構成によれば、吸着部の静電容量が大きくなり、吸着部の電位が安定することにより外乱の影響を低減することができるため、検出の精度が良くなる。
本発明の一態様によれば、吸着装置に取り付け可能であって、吸着部の変形量を測定することができる、センサー体を提供することができる。
本実施形態に係る吸着装置の構成の一例を示す図である。 図１のＡ－Ａ線矢視断面図の一例を示す図である。 本実施形態に係るセンサー体の構成の一例を示す図である。 本実施形態に係るセンサー体の構成の一例を示す部分拡大図である。 吸着装置と吸着される対象物との位置関係の変化を示す図である。 誘電率が低い対象物の検出に関する、本実施形態に係るセンサー体による容量値の測定結果の一例を示す図である。 実施の形態に係る移動吸着装置のハードウェア構成の一例を示す模式図である。 本発明の一態様で使用される吸着パッドの変形量の定義を説明する図である。 本発明の一態様で使用される吸着パッドの変形量の他の定義を説明する図である。 本発明の一実施形態における吸着パッドの姿勢制御を説明する図である。 本発明の一実施形態における吸着装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の他の実施形態における吸着装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の更に他の実施形態における吸着装置の動作を示すフローチャートである。 本実施形態に係る吸着装置の変形例１の構成の一例を示す図である。 本実施形態に係る吸着装置の変形例２の概略構成の一例を示すブロック図である。 本実施形態に係る吸着装置の変形例２の処理の流れの一例を示すフローチャートである。 本実施形態に係る吸着装置の変形例２の処理の流れの一例を示す模式図である。
本発明の一側面に係る実施の形態（以下、「本実施形態」とも表記する）を、図面に基づいて説明する。
§１ 適用例
まず、図１を用いて、本発明が適用される場面の一例について説明する。図１は、本実施形態に係る吸着装置１の構成の一例を示す図である。吸着装置１は、対象物を搬送する移動ロボットとして用いることができる。
図１に示されるとおり、吸着装置１は、センサー体１０１と、負圧により対象物を吸着する吸着部１１２と、吸着部１１２を支持し通気路を有する軸１３３と、通気路に接続されているチューブ１３４とを備える。吸着部１１２としては、負圧によって対象物に吸着して対象物を把持する吸着パッド等が挙げられる。
センサー体１０１は、吸着装置１に取り付け可能なセンサー体であって、本体部１０２と、１つ以上の第１近接センサー１１４と、取付具１０４とを備える。本体部１０２は軸１３３が通過する空間部が形成されている。第１近接センサー１１４は、本体部１０２に配置され、負圧によって変形する吸着部１１２を検出する。取付具１０４は、軸１３３に対して固定される固定部１４１と、本体部１０２を支持する支持部１４２とを有する。
第１近接センサー１１４は、近距離の測距可能なセンサーであっても、一定距離について測距可能なセンサーであってもよい。また、第１近接センサー１１４の検出方式として、例えば、容量式、光学式、電磁誘導式、音波式または超音波式等の音響式、等が挙げられる。また、容量式センサーとして、自己容量式センサーおよび相互容量式センサー等が挙げられる。センサー体に備えられる１つ以上の第１近接センサーは同じ種類であっても、異なる種類であってもよい。
センサー体１０１を、吸着部１１２を支持し通気路を有する吸着装置１の軸１３３に取り付けることができ、第１近接センサー１１４を吸着部１１２上に配置させることができる。第１近接センサー１１４は、負圧によって変形する吸着部１１２の変形量を測定する。変形量を測定することによって、吸着部１１２が対象物（ワーク）６１を吸着可能な状態であるか否かを精度よく判定することができる。また、センサー体１０１を吸着装置１に取り付ける毎に吸着装置１のエンドエフェクタを設計変更する必要が生じない。
§２ 構成例
＜吸着装置＞
以下、本発明の実施形態に係る吸着装置１の構成について、図１に基づいて詳細に説明する。図１は吸着装置１の構成の一例を例示する。図２は、図１のＡ－Ａ線矢視断面図においてセンサー体１０１の一例を例示する。
図１の例では、吸着装置１は、センサー体１０１と、吸着部（吸着パッド）１１２と、軸（シャフト）１３３とを備える。軸１３３の中には、空気を吸引するための通気路を有する。通気路は、吸着部１１２とチューブ１３４とに接続されている。軸１３３と負圧を発生させる真空ポンプとはチューブ１３４とを介して接続されていてもよい。吸着装置１において、吸着部１１２が接地（グラウンド）されていてもよい。
軸１３３の一端側には吸着部１１２が配置されているため、軸１３３においてセンサー体１０１を取り付ける位置は、例えば軸１３３の他端側が好ましい。一方で、本体部１０２は、吸着部１１２の変形を精度よく検出するために、例えば吸着部１１２に近い位置に配置することが好ましい。
取付具１０４の支持部１４２は、固定部１４１から吸着部１１２に向かって延びている。本体部１０２は、支持部１４２によって固定部１４１より吸着部１１２側に配置されている。これにより、取付具１０４を軸１３３の他端側（吸着部１１２とは反対側）に固定し、かつ、センサー体１０１を吸着部１１２に近い位置に配置することができる。
＜センサー体＞
図１の例では、センサー体１０１は、本体部１０２と、１つ以上の第１近接センサー１１４と、取付具１０４とを備える。
本体部１０２には、吸着装置１の軸１３３が通過する空間部１０５（図示せず）が形成されている。空間部１０５は穴であっても切り欠きであってもよい。本体部１０２は、例えば軸１３３と接触していない。本体部１０２の形状は、円状であってもよく、四角状であってもよく、楕円状であってもよい。空間部１０５の形状は、円状であってもよく、四角状であってもよく、楕円状であってもよい。本体部１０２とＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）等のコントローラとはセンサー配線１５１を介して接続されていてもよい。
図２の（ａ）の例では、第１近接センサー１１４が、空間部１０５（軸１３３）の円周方向に沿って、本体部１０２に配置されている。図２の（ｂ）の例では、複数の第１近接センサー１１４が、空間部１０５（軸１３３）の円周方向に沿って、本体部１０２に配置されている。図２の（ｃ）の例では、空間部１０５（軸１３３）に対して円周方向および半径方向に沿って、複数の第１近接センサー１１４が、本体部１０２に配置されている。図２の（ｄ）の例では、空間部１０５が四角状であり、かつ外形が四角状の本体部１０２に、第１近接センサー１１４が配置されている。図２の（ｅ）の例では、空間部１０５が円状であり、かつ外形が四角状の本体部１０２に、第１近接センサー１１４が配置されている。図２の（ｆ）の例では、空間部１０５が円状である、四角状の本体部１０２に、第１近接センサー１１４が配置されている。図２の（ｇ）の例では、空間部１０５が楕円状である、楕円状の本体部１０２に、第１近接センサー１１４が配置されている。図２の（ｈ）の例では、空間部１０５（軸１３３）の円周方向に沿って、センサーチップである複数の第１近接センサー１１４が、本体部１０２に配置されている。
図３は、センサー体１０１の構成の一例を例示する。図３の（ａ）の例では、センサー体１０１が図２の（ａ）の例の本体部１０２を備えている。本体部１０２に備えられる第１近接センサー１１４によって、吸着部１１２の変位量を計測することができる。また、第１近接センサー１１４が吸着部１１２上に配置されている。図３の（ｂ）の例では、センサー体１０１が図２の（ｃ）の例の本体部１０２を備えている。軸１３３に対して半径方向に沿って、複数の第１近接センサー１１４が、本体部１０２に配置されている。これにより、センサー体１０１は、吸着部１１２の半径方向における複数の位置の変位を個別に検出することができる。図３の（ｃ）の例では、センサー体１０１が図２の（ｃ）の例の本体部１０２を備える。本体部１０２において軸１３３に対して第１近接センサー１１４より半径方向外側に配置されており、対象物を検出する１つ以上の第３近接センサー（第１近接センサー１１４）を備える。本体部１０２が第３近接センサーを備えることによって、第１近接センサー１１４による吸着部１１２の変位量の計測に加え、第３近接センサー（第１近接センサー１１４）によって吸着される対象物の状態も計測することができる。よって、検出精度を向上させることができ、吸着装置の動作速度を速めることができる。図３の（ｄ）の例は、図３の（ｃ）における吸着部１１２を、より大きな別の吸着部１１２に交換した構成を示す。センサー体１０１が半径方向に沿って並ぶ複数の第１近接センサー１１４を備えるので、センサー体１０１は、複数の大きさの吸着部１１２に対して、吸着部１１２（の外側端部）の変形を検出することができる。また、センサー体１０１が図２の（ｃ）の例の本体部１０２を備えると、複数の第１近接センサー１１４が、吸着部１１２を覆うように、円状に配置される。この構成により、本体部の大きさに応じて、適切な近接センサーを選択することができる。
図４は、センサー体１０１の構成の一例を例示する図である。図４において、取付具１０４の図示を省略している。図４の例では、第１近接センサー１１４が軸１３３の円周方向に沿って（空間部１０５に沿って）、本体部１０２の中心付近に設けられている。また、第２近接センサー１１６が少なくとも１つ本体部１０２の側面に配置されていてもよい。当該側面は、軸１３３に対して半径方向にある面を示す。第２近接センサー１１６は、センサー体１０１の側方（半径方向）に検出範囲を有し、センサー体１０１の側面に接近する物体を検知する。これにより、例えば、吸着装置１に接近する物体との衝突を防止することができる。また、第２近接センサー１１６は軸１３３の円周方向に沿って、複数配置させてもよい。第２近接センサー１１６を軸１３３の円周方向に沿って複数配置することによって、センサー体１０１の周囲の物体を検知できる範囲を広くすることができる。
図５は、吸着装置と吸着される対象物６１との位置関係の変化を示す図である。図５において、取付具１０４の図示を省略している。吸着部１１２（パッド）が対象物６１（ワーク）に接触した位置での押し込み量を０とする。押し込み量は、接触した位置から吸着部１１２を対象物６１に対してさらに押し込んだ距離を示す。
図６は、誘電率が低い対象物６１の検出に関する、センサー体１０１による容量値の測定結果の一例を例示する。誘電率が低い対象物の例は、プラスチック製の対象物である。図６の例において、縦軸は容量値（ｐＦ）を示す。また、横軸は吸着部１１２（パッド）と対象物（ワーク）との距離（ｍｍ）を示し、吸着部１１２と対象物の距離が０ｍｍであるとき、吸着部１１２とワークが接触したことを示す。吸着部１１２と対象物の距離が負値であるとき、吸着部１１２が対象物６１に対して押し込まれ、吸着部１１２が変形している状態であることを示す。ここでは、第１近接センサーは容量式のセンサーである。離れた位置から吸着部１１２が対象物６１に近づくにつれ、第１近接センサーが検出する容量値は上昇する。
吸着部１１２が、変形する箇所に導電部材を含む導電性パッドである場合について説明する。吸着部１１２と対象物が接触し、さらに吸着部１１２が対象物に対して押し込まれると、第１近接センサー１１４によって検出される静電容量は急激に増加する。これは、押し込みによって、本体部１０２と、変形した吸着部１１２との距離が減少するためである。すなわち、第１近接センサー１１４と吸着部１１２の導電部材とが互いに近づくためである。よって、吸着部１１２が、変位する箇所に導電部材を含み、第１近接センサー１１４の少なくとも１つが容量式センサーであると、対象物（ワーク）の誘電率にかかわらず、吸着部１１２と対象物との接触や、吸着部１１２の変形量を精度よく検出することができる。;
一方、吸着部１１２が非導電性パッドの場合について説明する。吸着部１１２と対象物が接触し、吸着部１１２が対象物に押し込まれても、第１近接センサー１１４によって検出される静電容量は急激には変化しない。吸着部１１２が非導電性パッドの場合、吸着部１１２による影響は比較的小さい。吸着部１１２と対象物が接触後に容量値が少し増加しているのは、主に対象物の静電容量による。
したがって、吸着部１１２が導電性パッドであると、対象物の誘電率にかかわらず、吸着部１１２の変形量を精度よく検出することができる。これにより、吸着装置の制御装置（図示せず）は、吸着部１１２が適切に対象物６１に押しつけられているか（正しい姿勢で吸着できているか）を判定することができる。
＜移動吸着装置＞
次に、図７の（ａ）および（ｂ）を用いて、本実施形態に係る吸着装置を備えた移動吸着装置１００のハードウェア構成の一例について説明する。
図７は、本実施形態に係る移動吸着装置１００の構成の一例を模式的に例示するブロック図である。図７の例では、本実施形態に係る移動吸着装置１００は、吸着装置１と、搬送部２と、バッテリー３とを備えている。
＜吸着装置＞
吸着装置１は、ロボットアーム１１と、真空ポンプ１２と、動作制御部（マニピュレータ制御部）１３とを備えている。
〔ロボットアーム〕
図７の例では、ロボットアーム１１は、マニピュレータ部１１１と、吸着パッド１１２と、変形情報取得部（マニピュレータ速度減算指令値計算部）１１３と動作制御部を備えている。
（マニピュレータ部）
マニピュレータ部１１１は、動作制御部１３の制御に基づき、ロボットアーム１１における吸着パッド１１２と共に駆動する。マニピュレータ部１１１は、例えば１または複数の関節を有する。
（吸着パッド）
吸着パッド１１２は、マニピュレータ部１１１の駆動によって作業位置に位置した場合、真空ポンプ１２の駆動量に応じた負圧により対象物を吸着することによって、対象物の把持動作を行う。
（変形情報取得部）
変形情報取得部１１３は、吸着パッド１１２の変形の情報を取得する。例えば、変形情報取得部１１３は、第１近接センサー１１４から吸着パッド１１２の変形量を示すデータを取得し、吸着パッド１１２の変形量を特定する。変形量の具体例については後述する。
変形情報取得部１１３は、吸着パッド１１２の変形量、変形速度、または変形加速度などの変形データをマニピュレータ制御部１３および負圧制御部２１に出力する。
（異常判定部）
異常判定部１１５は、吸着パッド１１２が対象物を吸着（吸引）するのを止め、対象物を離してから、所定期間後の吸着パッド１１２の変形量が所定量以上であれば、対象物が吸着パッド１１２に張りついていると判定してもよい。換言すれば、異常判定部１１５は、吸着パッド１１２と対象物との間の空間が真空状態でなくなってから（真空破壊をしてから）所定期間後の吸着パッド１１２の変形量が所定量以上であれば、対象物が吸着パッド１１２に張りついていると判定してもよい。
この場合、異常判定部１１５は、アラートを発したり、吸着パッド１１２に対象物を落とす動作（プレース動作）をさせたりすることができる。これにより、真空破壊後に対象物が吸着パッド１１２に張りついたまま離れないことによるプレースの失敗を防止することができる。
〔真空ポンプ〕
真空ポンプ１２は、駆動量に応じた負圧を発生させ、吸着パッド１１２に当該負圧を提供する。ここでは、移動吸着装置１００における吸着装置１が真空ポンプ１２を備えている例について説明している。ただし、本実施形態では、移動吸着装置１００における吸着装置１は真空ポンプ１２を備えておらず、例えば、吸着装置１および移動吸着装置１００の外部に真空ポンプ１２があってもよい。これによっても、負圧制御部２１が真空ポンプ１２の駆動量を制御することによって、上述の例と同様の効果を奏することができる。
〔動作制御部〕
動作制御部１３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）またはＲＯＭ（Read Only Memory）などを含み、情報処理に応じて制御を行う。また、マニピュレータ制御部１３は、負圧制御部２１から出力されたマニピュレータ制御信号に基づき、ロボットアーム１１におけるマニピュレータ部１１１を制御する。これにより、マニピュレータ制御部１３は、マニピュレータ部１１１を介して吸着パッド１１２を移動させる。具体的には、マニピュレータ制御部１３は、ロボットアーム１１における吸着パッド１１２が対象物を吸着可能な作業位置に位置するようにマニピュレータ部１１１を駆動させる。また、マニピュレータ制御部１３は、吸着パッド１１２が作業位置に位置した後、対象物に対する吸着パッド１１２の角度が所定の角度となるように、マニピュレータ部１１１を動作させてもよい。これにより、吸着パッド１１２の位置をより好適な位置に微調整することができる。また、マニピュレータ制御部１３は、吸着パッド１１２が対象物を吸着した後、例えば、ロボットアーム１１における吸着パッド１１２が、マニピュレータ制御部１３の上部に設置された所定の箱（不図示）の位置に位置するように、マニピュレータ部１１１を駆動させる。
また、マニピュレータ制御部１３は、吸着パッド１１２における複数箇所の複数の変形量に基づいて、対象物を吸着し直すために吸着パッド１１２を移動させる方向を決定してもよい。
ここで、吸着パッド１１２による対象物のピッキング動作（吸着動作）では、移動吸着装置１００の走行後における停止位置のばらつきを防止するために、移動吸着装置１００は、対象物と移動吸着装置１００との位置関係を２Ｄビジョンまたは３Ｄビジョンなどによって計測し、吸着パッド１１２が対象物のピッキング動作を行うことになる。この場合、対象物と移動吸着装置１００との位置関係の計測誤差により、吸着パッド１１２による対象物のピッキングミスが生じる可能性がある。
これに対し、上述の構成によれば、吸着パッド１１２が対象物に密着していない場合であっても、対象物を吸着し直す方向に吸着パッド１１２を移動させることができる。その結果、吸着パッド１１２による対象物のピッキングミスを防止することができる。
また、吸着パッド１１２の複数箇所のうち、第１箇所の変形量が第２箇所の変形量より大きい場合、マニピュレータ制御部１３は、対象物を吸着し直すために第２箇所より第１箇所側（変形量が小さいセンサーの配置位置とは反対側）に吸着パッド１１２を移動させてもよい。これにより、吸着パッド１１２の吸着位置のずれを好適に防止することができる。その結果、吸着パッド１１２による対象物のピッキングミスをより好適に防止することができる。
〔動作制御部〕
また、動作制御部１３は、さらに接触点特定部１３１を備えてもよい。接触点特定部１３１は、前記吸着パッド１１２の変形（変形量、変形速度、または変形加速度）に基づいて、前記吸着パッド１１２における前記対象物との接触点を特定する。また接触点特定部１３１は、吸着パッド１１２が対象物を吸着している状態において、吸着パッド１１２の変形（変形量、変形速度、または変形加速度）に基づいて、前記対象物における配置対象面との接触点を特定する。上述の構成によれば、対象物と移動吸着装置１００との位置姿勢関係に計測誤差が存在していても、接触点特定部１３１によって特定された接触点を支点に吸着面側へ吸着部（吸着パッド）１１２の姿勢を傾ける動きを、動作制御部１３がマニピュレータ部１１１に行わせることによって、計測誤差を吸収することができる。その結果、吸着部１１２による対象物のピッキングミスをより好適に防止することができる。
〔搬送部〕
搬送部（無人搬送車）２は、負圧制御部（制御信号出力部）２１と、無人搬送車２２とを備えている。
（負圧制御部）
負圧制御部２１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）またはＲＯＭ（Read Only Memory）などを含み、情報処理に応じて制御を行う。負圧制御部２１は、例えば、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）またはマイコンなどによって構成される。負圧制御部２１は、変形情報取得部１１３における１以上の第１近接センサー１１４から受信する出力信号、および、無人搬送車２２における搬送制御部２２１から受信する搬送状態信号に基づいて、負圧を発生させる真空ポンプ１２を制御する。
負圧制御部２１は、動作制御部１３からの信号に基づいて、真空ポンプ１２のオンオフを制御する。例えば、対象物をピッキングする際に、吸着パッド１１２の変形から、吸着パッド１１２が充分に対象物の押込を行ったと判定された場合には、負圧制御部２１は真空ポンプをオンする。また、対象物を台にプレースする場合に、動作制御部１３が、対象物の底面の全体が台の配置対象面に接触したと判定した場合には、負圧制御部２１は、真空ポンプをオフにする。
また、負圧制御部２１は、マニピュレータ制御部１３にマニピュレータ部１１１を制御するためのマニピュレータ制御信号を出力する。
また、負圧制御部２１は、アナログ信号を真空ポンプ１２の制御信号として出力するアナログ信号出力部２１１を備えていてもよい。アナログ信号出力部２１１は、アナログ信号を単調増加または単調減少させる制御を行ってもよい。これにより、真空ポンプ１２の駆動量をスロープ状に変化させることができるため、突入電流を低減することができる。また、消費電力を低減し、制御を安定化させることができる。
（無人搬送車）
図７の例では、無人搬送車２２は、搬送制御部２２１を備えている。搬送制御部２２１は、無人搬送車２２の搬送を制御することによって、移動吸着装置１００の移動（搬送）を制御する。例えば、搬送制御部２２１は、ロボットアーム１１によって対象物を把持することができる作業位置まで移動吸着装置１００を移動させる。また、搬送制御部２２１は、移動吸着装置１００が、既に作業位置に位置する場合は、移動吸着装置１００を移動させない。また、無人搬送車２２は、無人搬送車２２の搬送状態を示す信号である搬送状態信号を負圧制御部２１に送信する。
〔バッテリー〕
バッテリー３は、移動吸着装置１００の各部、すなわち、吸着装置１および搬送部２に電力を供給することによって移動吸着装置１００の各部を制御する。
上述の例では、移動吸着装置１００はバッテリー３によって動作する構成となっているが、本実施形態ではこれに限定されない。本実施形態では、移動吸着装置１００は、移動吸着装置１００の外部から電源コードを介して電力が供給される構成となっていてもよい。
〔コントローラ〕
コントローラ５は、吸着パッド１１２の変形の情報を取得する変形情報取得部１１３と、吸着パッド１１２の変形に応じて、吸着パッド１１２の動きを制御する動作制御部１３とを備える。つまり、動作制御部１３は、吸着パッド１１２の変形に応じて、吸着パッド１１２の動き（移動方向、速度、および／または傾き）を変更する。
コントローラ５は、さらに、対象物に関する情報を取得する対象物情報取得部１４および、対象物を配置する台に関する配置情報取得部１５を備える。
なお、コントローラ５は、移動吸着装置１００自体に備えられてもよいし、移動吸着装置とは別に設けられてもよい。例えば、コントローラ５は、移動吸着装置と通信可能であり、移動吸着装置を制御する制御信号を移動吸着装置に送信する構成であってもよい。
§３ 動作例
以下に、吸着装置１の様々な動作例について説明する。
具体的な動作例の説明に入る前に、吸着パッド１１２の変形量の定義について説明する。
（吸着パッド１１２の変形量の定義）
図８および９を用いて、吸着パッド１１２の変形量の定義を説明する。
図８は、本発明の一態様で使用される吸着パッドの変形量の定義を説明する図である。まず、図８を用いて、吸着パッド１１２の変形量の定義１を説明する。
前述したように、吸着パッド１１２は、略円錐形の形状を有しており、下面（吸着面）Ｑが開放された略円錐形の形状となっている。ここで、吸着パッド１１２において対象物と接触する円形の端部を含む平面を、吸着面と呼ぶ。ここで、変形していない吸着パッドの吸着面に平行な互いに直交する２方向にＸ軸、Ｙ軸を取り、変形していない吸着パッドの吸着面の法線方向にＺ軸を取る。吸着パッド１１２の変形量の定義１では、吸着パッド１１２における吸着面の傾きをＸ軸周りの回転量ＭｘおよびＹ軸周りの回転量Ｍｙで表す。定義１では、Ｍｘ、Ｍｙ、およびＺ軸方向の押込量Ｚで吸着パッド１１２の変形量を表す。
図９は、本発明の一態様で使用される吸着パッドの変形量の定義を説明する図である。次に、図９を用いて、吸着パッド１１２の変形量の定義２を説明する。
変形していない吸着パッドの吸着面の中心と変形時の吸着面の中心を結ぶベクトルをＲとする。また、変形時の吸着面の単位法線ベクトルをＮとする。定義２では、ベクトルＮのＸ軸への射影をｅｘ、ベクトルＮのＹ軸への射影をｅｙ、ベクトルＲのＺ軸への射影をｅｚとする。換言すれば、定義２では、ベクトルＮのＸ軸成分をｅｘ、ベクトルＮのＹ軸成分をｅｙ、ベクトルＲのＺ軸成分をｅｚとする。定義２では、吸着パッド１１２の変形量を｛ex，ey，ez｝で表す。
吸着パッド１１２の変形量については、定義１と定義２で等価な情報量が得られるが、以下の説明では、定義２を用いる。
以下では、図１１～図１３を参照して、移動吸着装置１００によるワークＷ（被搬送物Ｗ、対象物６１）のピッキングおよびプレース等の動作について説明する。
＜動作例１＞
図１１は、本発明の一実施形態における移動吸着装置１００の動作を示すフローチャートである。まず、図１１を参照して、吸着パッド１１２がワークＷを吸着し、ピッキングする場合の動作例を説明する。
（ステップＳ１０）
まず、ステップＳ１０では、動作制御部１３が、吸着パッド１１２を鉛直方向に降下させることにより、吸着パッド１１２をワークＷに接近させる。
（ステップＳ１２）
次に、ステップＳ１２では、動作制御部１３が、吸着パッド１１２の少なくとも一部がワークＷに接触したか否かを判定する。ここで、吸着パッド１１２がワークＷに接触した場合には、吸着パッド１１２にＸＹ方向の傾きが生じ、ベクトル（ex，ey）の絶対値で表す吸着パッド１１２の傾き量が閾値ε１を超える、または、Ｚ軸方向の押込量ｅｚが閾値ε２を超えるため、以下の式が成立する。
|（ex，ey）|＞ε１、または、ez＞ε２
そのため、より具体的には、動作制御部１３は、本ステップにおいて、上記式が成立する場合には、吸着パッド１１２がワークＷに接触したと判定し、それ以外の場合は、吸着パッド１１２がワークＷに接触していないと判定する。
動作制御部１３が、吸着パッド１１２がワークＷと接触したと判定した場合（ステップＳ１２でＹＥＳ）には、ステップＳ１４に進む。
動作制御部１３が、吸着パッド１１２がワークＷと接触したと判定しない場合（ステップＳ１２でＮＯ）には、ステップＳ１０に戻り、吸着パッド１１２のワークＷへの接近を続行する。
（ステップＳ１４）
次に、ステップＳ１４では、動作制御部１３が、吸着パッド１１２とワークＷが全体で接触したかどうかを判定する。ここで、吸着パッド１１２がワークＷに全体で接触した場合には、吸着パッド１１２の傾きが解消されるため、以下の式が成立する。
|（ex，ey）|＜ε１
そのため、動作制御部１３は、本ステップにおいて、上記式が成立する場合には、吸着パッド１１２の吸着面がワークＷに全体で接触したと判定し、それ以外の場合は、吸着パッド１１２の吸着面がワークＷに全体で接触していないと判定する。
動作制御部１３が、吸着パッド１１２の吸着面とワークＷが全体で接触したと判定した場合には（ステップＳ１４でＹＥＳ）、吸着パッド１１２の傾きの制御を完了し、後述する押込量の制御に移行する。
動作制御部１３が、吸着パッド１１２の吸着面とワークＷが全体で接触したと判定しない場合には（ステップＳ１４でＮＯ）には、ステップＳ１６に進む。
（ステップＳ１６）
ステップＳ１６では、接触点特定部１３１が、吸着パッド１１２の変形に基づいて、吸着パッド１１２とワークＷの接触点の位置を特定する。
図１０の（a）は吸着パッド１１２の側面図であり、（ｂ）は吸着パッド１１２の上面図である。ここで、図１０を参照して、接触点特定部１３１が行う吸着パッド１１２とワークＷの接触点の位置を特定する処理について説明する。吸着パッド１１２の傾き（ベクトルＮ）をＸＹ平面に射影したものがＸ軸となす角度をθとすると、以下の式からθが求められる。
θ＝arctan（ey／ex）
接触点特定部１３１は、θから吸着パッド１１２とワークＷの接触点を特定する。
接触点が特定されたら、ステップＳ１８へ進む。
（ステップＳ１８）
ステップＳ１８では、動作制御部１３は、前記特定された接触点における吸着パッド１１２とワークＷとの接触を維持したまま、吸着パッド１１２の傾きを変更する。つまり、吸着パッド１１２が有する吸着面とワークＷの被吸着面とのなす角を減少させるよう、吸着パッド１１２の傾きを変更する。ここで、動作制御部１３は、以下の処理により、接触点での接触を維持しながら、吸着パッド１１２の傾きを変更して吸着面をワークＷの被吸着面に合わせる場合の、マニピュレータ部１１１の動作指令を求める。
吸着パッド１１２はロボットアームに着脱可能である。動作制御部１３は、吸着パッド１１２の付け根である搬送手先の位置、および角度（姿勢）を制御するための指令速度（Pv）および指令角速度（φω）を、以下の二つの指令値の合成（単純和）として算出する。指令角速度（φω）は、搬送手先の角度の変化速度である。
１．接触点における吸着パッド１１２とワークＷの接触を維持させるため指令速度Pv（より具体的には指令速度ベクトル）
Pv＝（Pvr－Gv・ez）h
ここで、Pvrは吸着パッド１１２の目標速度、Gvは定数ゲイン、ezは吸着パッド１１２の傾きを表す法線ベクトルＲのＺ軸成分、hは手先姿勢（φ）の方向ベクトルである。また、「・」は積を表す。
２．接触点を支点に吸着パッド１１２を回転させる指令速度（Pv）および指令角速度（φω）
接触点を拡張された手先として、接触点の位置姿勢を｛Pe，φe｝とおく。ステップＳ１８においてexおよびeyは微小であるので、φe＝φとする。｛Pe，φe｝は図１０におけるパッド設置位置オフセット（Po）、パッド半径（Pr）、ステップＳ１６で求めたθと元々の手先位置姿勢｛P，φ｝を用いて、以下の通り表される。
｛Pe，φe｝＝ＦＫ（｛P，φ｝、｛P０，Pr，θ｝）
ここで、Peは回転中心、P０は吸着パッド設置位置のオフセット（吸着パッド１１２の吸着面の中心と搬送機手先位置の距離）、Ｐｒは吸着パッド１１２の半径である。また、ＦＫは｛P，Φ｝から｛Pe，Φe｝を求める運動学関数である。ＦＫに対応する逆運動学関数ＩＫは存在し、以下の通り書くものとする。
｛P，φ｝＝ＩＫ(｛Pe，φe｝，｛P０，Pr，θ｝)
Peを回転中心として、Peと吸着パッド１１２の中心軸を通る平面での回転を与える指令を｛Pev，φev｝とすると、動作制御部１３は、上記IK、もしくはIKから誘導されるヤコビアンを用いて｛Pv，φω｝を決定する。この組を指令速度および指令角速度とする。
以上により、求められた指令速度にしたがって、動作制御部１３が吸着パッド１１２の傾きを変更する。その後、ステップＳ２０に進む。
（ステップＳ２０）
ステップＳ２０では、動作制御部１３が、吸着パッド１１２とワークＷが全体で接触したか否かを特定する。より具体的には、動作制御部１３が、上述したステップＳ１４と同様の処理により判定を行う。動作制御部１３が、吸着パッド１１２の吸着面とワークＷが全体で接触したと判定したら（ステップＳ２０でＹＥＳ）、吸着パッド１１２の傾き制御を完了し、押込量の制御に移行する。動作制御部１３が、吸着パッド１１２の吸着面とワークＷが全体で接触したと判定しなかった（ステップＳ２０でＮＯ）場合には、ステップＳ１８に戻り、吸着パッド１１２の傾きの制御を続ける。
上記動作例によれば、動作制御部１３が、吸着パッド１１２がワークＷに接触した後、接触点の位置と吸着パッド１１２の傾きを特定して、接触点での接触を維持したまま、吸着パッド１１２をワークＷの被吸着面に密着させるように吸着パッド１１２の傾きを変更させる。それゆえ、精度よく吸着パッド１１２の姿勢を補正することができ、ワークＷのピッキングを確実に行うことができる。
＜動作例２＞
図１２は、本発明の他の実施形態におけるコントローラ５の動作を示すフローチャートである。次に、図１２を参照して、対象物の吸着前またはプレース前に、吸着パッド１１２がワークＷを押込む場合の動作例を説明する。
（ステップＳ１１０）
まず、ステップＳ１１０では、動作制御部１３が、吸着パッド１１２を鉛直方向に降下させることにより、吸着パッド１１２をワークＷに接近させる。
（ステップＳ１１２）
次に、ステップＳ１１２では、動作制御部１３が、吸着パッド１１２の変形量から吸着パッド１１２がワークＷに接触したか否かを判定する。
動作制御部１３が、吸着パッド１１２の変形量から吸着パッド１１２がワークＷに接触したと判定した場合（ステップＳ１１２でＹＥＳ）には、ステップＳ１１４に進む。動作制御部１３が、吸着パッド１１２の一部がワークＷと接触したと判定しない場合（ステップＳ１１２でＮＯ）には、ステップＳ１１０に戻り、吸着パッド１１２のワークＷへの接近を続行する。
（ステップＳ１１４）
次に、ステップＳ１１４では、動作制御部１３が吸着パッド１１２のワークＷへの押し込みを続行する。この場合、動作制御部１３は、吸着パッド１１２の変形に応じて、前記吸着パッド１１２の速度を変更してもよい。例えば、動作制御部１３は、吸着パッド１１２の変形量（押込量ｅｚ）が第１閾値を超えると、吸着パッド１１２をワークＷに近づける速度を減速してもよい。つまり、動作制御部１３は、ステップＳ１１０での吸着パッド１１２の速度よりもステップＳ１１４での吸着パッド１１２の速度を減速させてもよい。その後、ステップＳ１１６に進む。
（ステップＳ１１６）
ステップＳ１１６では、動作制御部１３が、吸着パッド１１２のワークＷへの押込が完了したか否かを判定する。動作制御部１３は、本ステップにおいて、吸着パッド１１２のワークＷへの押込量ｅｚの閾値をε２とすると、下記式が成り立つとき、押込量が充分であると判定し、それ以外の場合には押込量が充分であると判定しない。
ｅｚ＞ε２
そして、動作制御部１３が、吸着パッド１１２のワークＷへの押込が完了したと判定した場合（ステップＳ１１６でＹＥＳ）には、動作制御部１３が吸着パッド１１２の動きを停止する。このとき、例えば、動作制御部１３は、吸着パッド１１２の変形量が、前記第１閾値よりも大きい第２閾値を超えると、吸着パッド１１２をワークＷに近づける動作を停止してもよい。
このように、押込制御を終了すると、動作制御部１３は、真空ポンプ１２をオンして対象物の吸着を開始する。変形情報取得部１１３が、吸着パッド１１２のワークＷへの押込が完了したと判定しなかった場合（ステップＳ１１６でＮＯ）には、ステップＳ１１４に戻って押込を続行する。
上記動作例によれば、変形情報取得部１１３が、吸着パッド１１２の変形量に基づいて、吸着パッド１１２のワークＷへの押込量を観察しながら、押込の続行か停止かを判定する。したがって、吸着パッド１１２のワークＷへの押込量ｅｚを一定の範囲に保つことができるため、ワークＷをピッキングする際、またはワークＷをプレースする際に、適切にワークＷの押込をすることができる。
＜動作例３＞
次に、図１３を参照して、ワークＷを把持した状態の吸着パッド１１２がワークＷを台にプレースする場合の動作例を説明する。
（ステップＳ２１０）
まず、ステップＳ２１０では、動作制御部１３が、吸着パッド１１２を鉛直方向に降下させることにより、吸着パッド１１２を（ワークＷを）台に接近させる。
（ステップＳ２１２）
次に、ステップＳ２１２では、動作制御部１３が、吸着パッド１１２に把持されたワークＷの一部が接触点で台に接触したか否かを判定する。ここで、動作制御部１３は、基本的に上述した＜動作例１＞におけるステップＳ１２での処理と同じ処理を行う。ただし、吸引およびワークＷの重量によって、ワークＷが台に接触する前の吸着パッド１１２の変形量｛ex0，ey0，ez0｝は０ではない。動作制御部１３は、ワークＷが台に接触する前の変形量｛ex0，ey0，ez0｝を記録しておく。そして、以下の式が成立する場合には、動作制御部１３は、吸着パッド１１２に把持されたワークＷが台に接触したと判定し、それ以外の場合は、ワークＷは台に接触していないと判定する。
|（ex－ex0，ey－ey0）|＞ε４、または、|ez－ez0|＞ε５
動作制御部１３が、ワークＷの一部（非吸着面）が台に接触したと判定した場合（ステップＳ２１２でＹＥＳ）には、ステップＳ２１４に進む。動作制御部１３が、ワークＷの一部が台に接触点で接触したと判定しなかった場合（ステップＳ２１２でＮＯ）には、ステップＳ２１０に戻り、ワークＷの台への接近を続行する。
（ステップＳ２１４）
次に、ステップＳ２１４では、動作制御部１３が、ワークＷの下面と台が全体で接触したかどうかを判定する。ここで、ワークＷの下面が台に全体で接触した場合には、吸着パッド１１２およびワークＷの傾きが解消されるため、以下の式が成立する。
|（ex－ex0，ey－ey0）|＜ε４
したがって、動作制御部１３は、上記式が成立する場合には、ワークＷの下面が台に全体で接触したと判定し、それ以外の場合は、ワークＷの下面が台に全体では接触していないと判定する。
動作制御部１３が、ワークＷの下面と台が全体で接触したと判定した場合には（ステップＳ２１４でＹＥＳ）、動作制御部１３は吸着パッド１１２の傾き制御を完了し、上記で説明した押込量制御に移行する。動作制御部１３が、ワークＷと台が全体で接触したと判定しなかった場合（ステップＳ１４でＮＯ）には、ステップＳ２１６に進む。
（ステップＳ２１６）
ステップＳ２１６では、接触点特定部１３１が、吸着パッド１１２の変形に基づいて、ワークＷにおける台の配置対象面との接触点の位置を特定する。ここで、変形情報取得部１１３は、＜動作例１＞のステップＳ１６と基本的に同様の処理を行う。但し、記録したオフセット｛ex0，ey0，ez0｝を用いて、以下の通り計算する。
θ＝arctan（（ey－ey0）／（ex－ex0））
上記処理により、ワークＷにおける台の配置対象面との接触点が特定されたら、ステップＳ２１８へ進む。
（ステップＳ２１８）
ステップＳ２１８では、動作制御部１３は、前記特定された接触点（接触辺）におけるワークＷと台の配置対象面との接触を維持したまま、吸着パッド１１２の傾きを変更する。この時、吸着されているワークＷの被吸着面ではない表面と、台の配置対象面とのなす角を減少させるよう、吸着パッド１１２の傾きを変更する。
ここで、動作制御部１３が、基本的に上述した＜動作例１＞でのステップＳ１８と同じ処理を行い、接触点での接触を維持しながら、ワークＷの傾きを変更して吸着パッド１１２の吸着面を台の表面に合わせる場合の指令速度を求める。
但し、動作制御部１３が、記録したオフセット｛ex0，ey0，ez0｝を用いて、以下の通り記号を読み替えて計算する。
・ez→ez－ez0
・｛Pe，φe｝：吸着パッド１１２とワークＷの接触点→ワークＷと台の接触点
・｛FK（｛P，φ｝，｛P０，Pr，θ｝）→｛FK（｛P，φ｝，｛P０＋Wh/２，Pr＋Wl/２，θ｝）
ここで、WhはワークＷの高さ、WlはワークＷの長さであり、FKは＜動作例１＞でのステップＳ１８のＦＫと同じ運動学関数である。
したがって、
｛P，φ｝＝IK(｛Pe，φe｝，｛P０，Pr，θ｝)→
｛P，φ｝＝IK(｛Pe，φe｝，｛P０＋Wh/２，Pr＋Wl/２，θ｝)
上記でＩＫも＜動作例１＞でのステップＳ１８のＩＫと同じ運動学関数である。
上記処理により、求められた指令速度にしたがって、動作制御部１３が吸着パッド１１２の傾きを変更する。その後、ステップＳ２２０に進む。
（ステップＳ２２０）
次に、ステップ２２０では、動作制御部１３が、ワークＷの被吸着面ではない表面と台の配置対象面が全体で接触したか否かを判定する。ここで、動作制御部１３が、上述のステップＳ２１４と同様の処理を行う。
動作制御部１３が、ワークＷの被吸着面ではない表面と台の配置対象面が全体で接触したと判定した場合（ステップＳ２２０でＹＥＳ）、動作制御部１３は吸着パッド１１２の傾き制御を完了し、吸着を停止しワークを離す。動作制御部１３が、ワークＷの被吸着面ではない表面と台の配置対象面が全体で接触したと判定しなかった（ステップＳ２２０でＮＯ）場合には、動作制御部１３はステップＳ２１８に戻り、傾き制御を続ける。
上記動作例によれば、動作制御部１３が、ワークＷの被吸着面ではない表面と台の配置対象面が接触した後、接触点の位置と吸着パッド１１２の傾きを特定して、接触点での接触を維持したまま、吸着パッド１１２をワークＷの被吸着面ではない表面が台の配置対象面に全体で接触するように吸着パッド１１２の傾きを変更させる。したがって、精度よく吸着パッド１１２の姿勢を補正することができ、ワークＷを正確な位置にプレースすることができる。また、離したワークＷに衝撃が加わること、または離したワークが倒れることを防止することができる。
＜変形例１＞
図１４は、吸着装置の変形例１の構成の一例を例示する。図１４の例では、吸着装置２０２は、支持体１２６、３つの軸１３３、３つの吸着部１１２、本体部１０２、および２つの取付具１０４を備える。３つの吸着部１１２が３つの軸１３３を介して支持体１２６に備えられている。支持体１２６は例えば、吸着装置のロボットアームに取り付け可能である。本体部１０２は、２つの取付具１０４によって、２つの軸１３３に固定されている。本体部１０２は、３つの吸着部１１２のそれぞれに対応する位置に、複数の第１近接センサー１１４を備える。吸着部１１２を複数備えることによって、対象物が大きくなっても、十分な吸着力で確実に把持することができる。また、吸着装置２０２は、複数の吸着部１１２のそれぞれの変形を検出することができる。
＜変形例２＞
図１５は、本実施形態に係る吸着装置の変形例２の概略構成の一例を示すブロック図である。図１５の例は、吸着装置１０が、吸着パッド１１２と、撮像装置１２１と、マニピュレータ部１１１と、画像処理部１１９と、マニピュレータ制御部１３と、マニピュレータ速度減算指令値計算部１１３と、を備える。画像処理部１１９は、画像取得部１２０と、特徴点特定部１２３と、変形量特定部１２４とを備える。マニピュレータ速度減算指令値計算部１１３は、変形量変化速度計算部３６と定数ゲイン乗算部３７とを備える。なお。変形量変化速度計算部３６は、マニピュレータ速度減算指令値計算部１１３ではなく画像処理部１１９に含まれていてもよい。
撮像装置１２１は、吸着パッド１１２を撮像する。画像データは、モノクロ画像データであっても、カラー画像データであってもよい。
画像取得部１２０は、撮像装置１２１で撮像された画像データを取得する。そして、当該画像データを特徴点特定部１２３に入力する。
特徴点特定部１２３は、画像取得部１２０から入力された画像データに含まれる特徴点を特定する。そして、各特徴点の画像座標系における座標値を変形量特定部１２４に出力する。特徴点特定部１２３は、変形しない固定部１１７の座標（複数の座標）も基準座標として特定する。基準座標に対する特徴点の座標から、特徴点の変位を得ることができる。
変形量特定部１２４は、特徴点特定部１２３から出力された特徴点（座標値）および固定部１１７の座標から、吸着パッド１１２の複数の箇所の変形量（ひいては吸着パッドの変形量）を特定する。
マニピュレータ制御部１３は、変形量特定部１２４で特定された変形量を基に、マニピュレータ部１１１の動作を決定する。そして、決定したマニピュレータ部１１１の動作をマニピュレータ部１１１に指示する。
マニピュレータ部１１１は、マニピュレータ制御部１３からの指示に基づき、ロボットアーム１１における吸着パッド１１２と共に駆動する。
変形量変化速度計算部３６は、変形量特定部１２４で特定された変形量を時間微分して変形量の変化速度を算出する。変形量変化速度計算部３６は、定数ゲイン乗算部３７に変形量の変化速度を出力する。
定数ゲイン乗算部３７は、変形量変化速度計算部３６で算出された変形量の変化速度（例えば吸着パッドの吸着面の角速度）に定数を乗ずることによって、減速値を算出する。定数ゲイン乗算部３７は、減速値をマニピュレータ制御部１３に出力する。
マニピュレータ制御部（動作制御部）１３は、対象物を搬送するための吸着パッド１１２の目標移動速度を有している。マニピュレータ制御部１３は、目標移動速度から減速値を減算することにより、指令速度を得る。マニピュレータ制御部１３は、指令速度でマニピュレータの手先（吸着パッド１１２）を移動させるよう、マニピュレータ部１１１を制御する。吸着パッド１１２の変形量の変化速度を減衰させるようにロボットアームの手先速度を変化させることによって、吸着パッド１１２の振動（対象物の振動）を抑制することができる。
同様に、マニピュレータ制御部１３は、変形量の変化速度に基づいて、変形量の変化速度を減少させるように、吸着パッド１１２の傾きを変更してもよい。吸着パッド１１２の傾きを変更することによって、吸着パッド１１２の振動を制御することができる。吸着パッド１１２の傾きを制振制御に利用することによって、搬送停止時の位置決め時間が最小化され、搬送処理時間（搬送タクトタイム）を短縮することができる。
図１６は、本実施形態に係る吸着装置の変形例２の処理の流れの一例を示すフローチャートである。図１７は、本実施形態に係る吸着装置の変形例２の処理の流れの一例を示す模式図である。
ステップＳ２０１において、マニピュレータ制御部１３は、吸着パッド１１２を対象物６１に接近させる。図１７の（ａ）の例は、ステップＳ２０１を示す。次に、ステップＳ２０２において、吸着パッド１１２が対象物６１に接触しているか否かを判定する。吸着パッド１１２が対象物６１に接触しているか否かは吸着パッド１１２の可変部１１８の変形量により判定することができる。マニピュレータ制御部１３は、変形量が閾値以上であれば、吸着パッド１１２が対象物６１に接触していると判定する。吸着パッド１１２が対象物６１に接触していると判断した場合（ステップＳ２０２でＹＥＳ）、吸着パッド１１２を対象物６１に吸着させる（ステップＳ２０３）。図１７の（ｂ）の例は、ステップＳ２０３を示す。吸着パッド１１２が対象物６１に接触していないと判断した場合（ステップＳ２０２でＮＯ）、ステップＳ２０１～Ｓ２０２の処理を再度実行する。
ステップＳ２０４において、マニピュレータ制御部１３は、マニピュレータ部１１１に対象物６１を持ち上げさせる。図１７の（ｃ）の例は、ステップＳ２０４を示す。次に、ステップＳ２０５において、対象物６１の持ち上げに成功したか否かを判定する。対象物６１の持ち上げに成功したか否かは、吸着パッド１１２の可変部１１８の変形量により判定することができる。マニピュレータ制御部１３は、変形量が別の閾値以上であれば、対象物６１の持ち上げに成功したと判定する。対象物６１の持ち上げに成功したと判断した場合（ステップＳ２０５でＹＥＳ）、対象物６１を目的の位置まで搬送する（ステップＳ２０６）。図１７の（ｄ）の例は、ステップＳ２０６を示す。対象物６１の持ち上げに失敗したと判断した場合（ステップＳ２０５でＮＯ）、ステップＳ２０４～Ｓ２０５の処理を再度実行する。
ステップＳ２０７において、マニピュレータ制御部１３は、搬送中の吸着パッド１１２に振動が発生しているか否かを判定する。マニピュレータ制御部１３は、吸着パッド１１２の変形量の変化速度が別の閾値以上であれば、搬送中の吸着パッド１１２に振動が発生していると判定する。搬送中の吸着パッド１１２に振動が発生していないと判断した場合（ステップＳ２０７でＹＥＳ）、対象物６１の傾きを変更せずに対象物６１を目的の位置まで搬送する（ステップＳ２０８）。搬送中の吸着パッド１１２に振動が発生していると判断した場合（ステップＳ２０７でＹＥＳ）、吸着パッド１１２の傾きを制御する（ステップＳ２１２）。そして、ステップＳ２０７の処理を再度実行する。
ステップＳ２０９において、マニピュレータ制御部１３は、マニピュレータ部１１１に対象物６１を目的の位置に降ろさせる。図１７の（ｅ）の例は、ステップＳ２０９を示す。次に、ステップＳ２１０において、対象物６１が目的の位置に接触しているか否かを判定する。対象物６１が目的の位置に接触しているか否かは、吸着パッド１１２の可変部１１８の変形量により判定することができる。マニピュレータ制御部１３は、変形量が別の閾値以上であれば、対象物６１が目的の位置に接触していると判定する。対象物６１が目的の位置に接触していると判断した場合（ステップＳ２１０でＹＥＳ）、吸着パッド１１２の吸着を解除する（ステップＳ２１１）。図１７の（ｆ）の例は、ステップＳ２１０でＹＥＳの場合を示す。対象物６１が目的の位置に接触していないと判断した場合（ステップＳ２１０でＮＯ）、ステップＳ２０９～Ｓ２１０の処理を再度実行する。
本発明は上述した実施形態および変形例に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
１、１０、２０２ 吸着装置
２ 搬送部
３ バッテリー
５ コントローラ
１１ ロボットアーム
１２ 真空ポンプ
１３ 動作制御部
１４ 対象物情報取得部
１５ 配置情報取得部
２１ 負圧制御部
２２ 無人搬送車
３６ 変形量変化速度計算部
３７ 定数ゲイン乗算部
６１ 対象物（ワーク）
１００ 移動吸着装置
１０１ センサー体
１０２ 本体部
１０４ 取付具
１０５ 空間部
１１１ マニピュレータ部
１１２ 吸着部（吸着パッド）
１１３ マニピュレータ速度減算指令値計算部（変形情報取得部）
１１４ 第１近接センサー
１１５ 異常判定部
１１９ 画像処理部
１２０ 画像取得部
１２１ 撮像装置
１２３ 特徴点特定部
１２４ 変形量特定部
１２６ 支持体
１３１ 接触点特定部
１３３ 軸
１３４ チューブ
１４１ 固定部
１４２ 支持部
１５１ センサー配線
２１１ アナログ信号出力部
２２１ 搬送制御部

Claims (11)

  1. 負圧により対象物を吸着する吸着部と、前記吸着部を支持し通気路を有する軸とを有する吸着装置に取り付け可能なセンサー体であって、
    前記吸着装置の前記軸が通過する空間部が形成された本体部と、
    前記本体部に配置され、前記負圧によって変形する前記吸着部を検出する１つ以上の第１近接センサーと、
    前記軸に対して固定される固定部と、前記本体部を支持する支持部とを有する取付具とを備え、
    １つ以上の前記第１近接センサーは、前記吸着部を覆うように、円状に配置されている、センサー体。
  2. 負圧により対象物を吸着する吸着部と、前記吸着部を支持し通気路を有する軸とを有する吸着装置に取り付け可能なセンサー体であって、
    前記吸着装置の前記軸が通過する空間部が形成された本体部と、
    前記本体部に配置され、前記負圧によって変形する前記吸着部を検出する１つ以上の第１近接センサーと、
    前記軸に対して固定される固定部と、前記本体部を支持する支持部とを有する取付具とを備え、
    前記軸に対して半径方向に沿って、複数の前記第１近接センサーが、前記本体部に配置されている、センサー体。
  3. 負圧により対象物を吸着する吸着部と、前記吸着部を支持し通気路を有する軸とを有する吸着装置に取り付け可能なセンサー体であって、
    前記吸着装置の前記軸が通過する空間部が形成された本体部と、
    前記本体部に配置され、前記負圧によって変形する前記吸着部を検出する１つ以上の第１近接センサーと、
    前記軸に対して固定される固定部と、前記本体部を支持する支持部とを有する取付具と、
    前記本体部において前記軸に対して前記第１近接センサーより半径方向外側に配置されており、前記対象物を検出する１つ以上の第３近接センサーとを備える、センサー体。
  4. 負圧により対象物を吸着する吸着部と、前記吸着部を支持し通気路を有する軸とを有する吸着装置に取り付け可能なセンサー体であって、
    前記吸着装置の前記軸が通過する空間部が形成された本体部と、
    前記本体部に配置され、前記負圧によって変形する前記吸着部を検出する１つ以上の第１近接センサーと、
    前記軸に対して固定される固定部と、前記本体部を支持する支持部とを有する取付具と、
    前記本体部の側面に配置され、前記本体部の側面に接近した物体を検出する１つ以上の第２近接センサーとを備える、センサー体。
  5. 前記支持部は、前記固定部から前記吸着部に向かって延びている、請求項１から４のいずれか１項に記載のセンサー体。
  6. 前記本体部は、前記支持部によって、前記固定部より前記吸着部側に配置されている、請求項５に記載のセンサー体。
  7. 前記軸の円周方向に沿って、複数の前記第１近接センサーが、前記本体部に配置されている、請求項１から６のいずれか一項に記載のセンサー体。
  8. 前記軸の円周方向に沿って、複数の前記第２近接センサーが、前記本体部の側面に配置されている、請求項４に記載のセンサー体。
  9. 請求項１から８のいずれか一項に記載のセンサー体と、
    負圧により対象物を吸着する吸着部と、
    前記吸着部を支持し通気路を有する軸とを備える、吸着装置。
  10. 前記吸着部は、変位する箇所に導電部材を含み、
    １つ以上の前記第１近接センサーは、容量式センサーまたは電磁誘導式センサーである、請求項９に記載の吸着装置。
  11. 前記吸着部が接地されている、請求項１０に記載の吸着装置。
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