JP7447665B2 - How to control the robot arm - Google Patents

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Description

本発明はロボットアームの制御方法に関する。 The present invention relates to a method for controlling a robot arm.

例えば、特許文献１に開示されているように、アーム（アーム部）とグリッパ（把持部）とを備えるロボットが知られている。 For example, as disclosed in Patent Document 1, a robot including an arm (arm part) and a gripper (gripping part) is known.

特開２０１６－２０３２７６号公報JP2016-203276A

発明者らは、ロボットアームの把持部が対象物を内包しているかごを把持して運搬する際に、かごに内包された対象物を安定して運搬することが困難であるという問題を見出した。 The inventors discovered the problem that when the gripping section of a robot arm grasps and transports a basket containing an object, it is difficult to stably transport the object contained in the basket. Ta.

本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、ロボットアームの把持部が対象物を内包するかごを把持して運搬する際に、かごに内包された対象物を安定して運搬可能なロボットアームの制御方法を提供するものである。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and enables the object contained in the basket to be stably transported when the gripping section of the robot arm grasps and transports the basket containing the object. The present invention provides a method for controlling a robot arm.

本発明に係るロボットアームの制御方法は、
アーム部に接続された把持部を備えるロボットアームの制御方法であって、
前記把持部が、載置面に載置された、底面が矩形状であって、対象物を内包しているかごを把持した状態で、前記かごの底面が備える四辺のうちの一辺を前記載置面に接触させつつ、他の三辺を前記載置面から離間する方向に前記かごを傾斜させるステップと、
前記載置面に接触した前記一辺と隣接する二辺のうちの一辺を、前記載置面からさらに離間する方向に前記かごを傾斜させるステップと、
前記かごが傾斜した状態で、前記かごの底面が備えるすべての辺が前記載置面から離間するように前記かごを持ち上げるステップと、を備える。 A method for controlling a robot arm according to the present invention includes:
A method for controlling a robot arm including a gripping section connected to an arm section, the method comprising:
In a state in which the gripping portion grips a basket having a rectangular bottom and containing an object, which is placed on a placement surface, one of the four sides of the bottom of the basket is set as described above. tilting the cage in a direction in which the other three sides are separated from the placement surface while making contact with the placement surface;
tilting the car in a direction in which one of the two sides adjacent to the one side in contact with the placement surface is further separated from the placement surface;
The method includes the step of lifting the basket in a tilted state so that all sides of the bottom surface of the basket are separated from the placement surface.

本発明に係るロボットアームの制御方法では、把持部が、載置面に載置された、底面が矩形状であって、対象物を内包しているかごを把持した状態で、かごの底面が備える四辺のうちの一辺を載置面に接触させつつ、他の三辺を載置面から離間する方向にかごを傾斜させるステップと、載置面に接触した一辺と隣接する二辺のうちの一辺を、載置面からさらに離間する方向にかごを傾斜させるステップと、かごが傾斜した状態で、かごの底面が備えるすべての辺が載置面から離間するようにかごを持ち上げるステップと、を備える。このように、かごを段階的に傾斜させることによって、かごに内包された対象物を、かごを持ち上げた際に安定する位置に移動させることができる。したがって、ロボットアームの把持部が対象物を内包するかごを把持して運搬する際に、かごに内包された対象物を安定して運搬することができる。 In the method for controlling a robot arm according to the present invention, the gripping section grips a basket placed on a placement surface, the bottom surface of which is rectangular, and which contains an object. a step of tilting the basket in a direction in which one of the four sides is in contact with the mounting surface and the other three sides are separated from the mounting surface; a step of tilting the car in a direction in which one side is further separated from the placement surface; and a step of lifting the car in the inclined state so that all sides of the bottom of the car are separated from the placement surface. Be prepared. By inclining the basket in stages in this manner, the object contained in the basket can be moved to a stable position when the basket is lifted. Therefore, when the gripping section of the robot arm grips and transports the basket containing the object, the object contained in the basket can be stably transported.

本発明により、ロボットアームの把持部が対象物を内包するかごを把持して運搬する際に、当該対象物を安定して運搬することができる。 According to the present invention, when the gripping section of the robot arm grips and transports a basket containing an object, the object can be stably transported.

実施の形態に係るロボットアームがかごの持ち手を把持した状態を示す側面図である。FIG. 2 is a side view showing a state in which the robot arm according to the embodiment grips the handle of the basket. 実施の形態に係るロボットアームの制御構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a control configuration of a robot arm according to an embodiment. 実施の形態に係る把持部を制御し、かごを傾斜させた状態を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a state in which the gripping section according to the embodiment is controlled and the basket is tilted. 実施の形態に係る把持部を制御し、かごをさらに傾斜させた状態を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a state in which the gripping section according to the embodiment is controlled and the basket is further tilted. 実施の形態に係る把持部を制御し、かごを持ち上げた状態を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a state in which a basket is lifted by controlling a gripping section according to an embodiment.

以下、本発明の具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
なお、図に示した右手系ｘｙｚ座標は、構成要素の位置関係を説明するための便宜的なものである。特に言及のない限り、ｚ軸プラス向きが鉛直上向きである。また、ｘｙ平面が水平面であり、かごが載置された載置面である。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
Note that the right-handed xyz coordinates shown in the figure are for convenience in explaining the positional relationship of the constituent elements. Unless otherwise specified, the positive direction of the z-axis is vertically upward. Further, the xy plane is a horizontal plane, and is a mounting surface on which a car is mounted.

＜実施の形態＞
本実施の形態では、図１を参照し、ロボットアームの全体構成について説明する。続いて図２を参照し、ロボットアームの制御構成について説明する。さらに図３～図５を参照し、ロボットアームがかごを傾斜させつつ持ち上げる一連の制御のステップについて説明する。 <Embodiment>
In this embodiment, the overall configuration of a robot arm will be described with reference to FIG. Next, referring to FIG. 2, the control configuration of the robot arm will be described. Furthermore, with reference to FIGS. 3 to 5, a series of control steps in which the robot arm tilts and lifts the car will be described.

図１は、実施の形態に係るロボットアーム１００がかごの持ち手を把持した状態を示す側面図である。本実施の形態に係るかご１１は、一例として、かご本体部１２と、持ち手１３とから構成されている。なお、以下では、持ち手１３を備えるかご１１を用いた場合を一例として説明するが、本発明は、持ち手を備えないかごを用いても実施することができる。例えば、持ち手を備えないかごを用いる場合、ロボットアーム１００はかご本体部を直接把持してもよい。その場合、例えばロボットアーム１００がかご本体部を把持する部分に対して、以下に説明するロボットアーム１００の把持部１４０が入るような落下防止用穴（不図示）を設けてもよい。 FIG. 1 is a side view showing a state in which a robot arm 100 according to an embodiment grips a handle of a basket. The car 11 according to the present embodiment includes, for example, a car main body 12 and a handle 13. In addition, although the case where the cage|basket 11 provided with the handle 13 is used below is demonstrated as an example, this invention can be implemented also using the cage|basket|basket which does not have a handle. For example, when using a basket without a handle, the robot arm 100 may directly grasp the basket body. In that case, for example, a fall prevention hole (not shown) into which a gripping section 140 of the robot arm 100 described below can be inserted may be provided in the portion where the robot arm 100 grips the car main body.

図１に示すように、かご本体部１２は、底面が平面視で矩形状であって、１つ又は複数の対象物を内包可能である。本実施の形態では、一例として、かご本体部１２が複数（３個）の対象物２１～２３を内包している例について説明する。かご１１の底面の形状の「矩形状」には、四角形、正方形および長方形を含む。かご本体部１２の形状は、上面が開口した直方体または立方体とすることができる。持ち手１３は、かご本体部１２に固定されている。なお、対象物２１～２３の飛び出し防止のため、かご本体部１２の上面に蓋を設けてもよい。図１に示すように、ロボットアーム１００は、かご１１の底面全体が載置面Ｓに載置された状態で、かご１１の持ち手１３を把持する。 As shown in FIG. 1, the basket main body 12 has a rectangular bottom surface when viewed from above, and is capable of containing one or more objects. In this embodiment, an example will be described in which the car main body 12 includes a plurality of (three) objects 21 to 23. The "rectangular shape" of the bottom surface of the car 11 includes quadrilateral, square, and rectangle. The shape of the car main body 12 can be a rectangular parallelepiped or a cube with an open top. The handle 13 is fixed to the car main body 12. Note that a lid may be provided on the top surface of the car main body 12 in order to prevent the objects 21 to 23 from flying out. As shown in FIG. 1, the robot arm 100 grips the handle 13 of the car 11 with the entire bottom surface of the car 11 placed on the placement surface S.

図１に示すように、ロボットアーム１００は、アーム部１３０と、アーム部１３０に接続された把持部１４０とを備える。アーム部１３０と把持部１４０とは、関節部１３１を介して接続されている。関節部１３１は、アーム部１３０と把持部１４０とを回動可能に連結する。関節部１３１にはアクチュエータと減速機構が配設されている。関節部１３１のアクチュエータを駆動させることによって、アーム部１３０と把持部１４０は様々な姿勢を取り得る。 As shown in FIG. 1, the robot arm 100 includes an arm section 130 and a grip section 140 connected to the arm section 130. The arm portion 130 and the grip portion 140 are connected via a joint portion 131. The joint portion 131 rotatably connects the arm portion 130 and the grip portion 140. The joint portion 131 is provided with an actuator and a speed reduction mechanism. By driving the actuator of the joint part 131, the arm part 130 and the grip part 140 can take various postures.

図１に示すように、把持部１４０は、上側（ｚ軸方向正側）に位置する上把持部１４０ａと、下側（ｚ軸方向負側）に位置する下把持部１４０ｂと、を備える。上把持部１４０ａ及び下把持部１４０ｂは、関節部１４０ｃを中心に回動可能に連結されている。下把持部１４０ｂは、把持するかご１１の重さと、かご１１に内包された対象物２１～２３の重さを検出可能な重量センサ１４４を備えることができる。 As shown in FIG. 1, the grip portion 140 includes an upper grip portion 140a located on the upper side (positive side in the z-axis direction) and a lower grip portion 140b located on the lower side (negative side in the z-axis direction). The upper grip part 140a and the lower grip part 140b are connected to be rotatable about the joint part 140c. The lower gripping section 140b can include a weight sensor 144 capable of detecting the weight of the basket 11 to be gripped and the weights of the objects 21 to 23 contained in the basket 11.

図１に示すように、把持部１４０がかご１１の持ち手１３を把持する際には、上把持部１４０ａの下面と、下把持部１４０ｂの上面とが互いに接近し、持ち手１３を挟持するように把持することができる。 As shown in FIG. 1, when the gripping part 140 grips the handle 13 of the basket 11, the lower surface of the upper gripping part 140a and the upper surface of the lower gripping part 140b approach each other and grip the handle 13. It can be held like this.

把持部１４０は、さらにハンドカメラ１４１を備えることができる。ハンドカメラ１４１は、例えばＣＭＯＳイメージセンサである撮像素子と画像データ生成部を含む。ハンドカメラ１４１は、把持部１４０の上把持部１４０ａ及び下把持部１４０ｂ側の空間を撮像し、生成した画像データを出力する。 The grip part 140 can further include a hand camera 141. The hand camera 141 includes an image sensor, which is, for example, a CMOS image sensor, and an image data generation section. The hand camera 141 images the space on the upper grip part 140a and lower grip part 140b side of the grip part 140, and outputs the generated image data.

次に、図２を参照し、ロボットアームの制御構成について説明する。
図２は、実施の形態に係るロボットアーム１００の制御構成を示すブロック図である。制御装置２００は、例えばＣＰＵである。 Next, the control configuration of the robot arm will be described with reference to FIG. 2.
FIG. 2 is a block diagram showing a control configuration of the robot arm 100 according to the embodiment. Control device 200 is, for example, a CPU.

図２に示すように、制御装置２００は、アーム制御部２０１及び把持制御部２０２を備える。アーム制御部２０１は、アーム部１３０の動作を制御する。アーム部１３０は、図１を用いて説明した構成の他に、アクチュエータ１３２、力センサ１３３及び回転センサ１３４を備える。アクチュエータ１３２は、関節部１３１を駆動する。アクチュエータ１３２は、例えばサーボモータなどである。力センサ１３３は、関節部１３１の操作力（トルク）と、かご１１の重さを検出可能である。力センサ１３３は、例えばトルクセンサなどである。回転センサ１３４は、各関節部１３１の回転情報を検出する。回転センサ１３４は、例えばエンコーダなどである。 As shown in FIG. 2, the control device 200 includes an arm control section 201 and a grip control section 202. Arm control section 201 controls the operation of arm section 130. The arm section 130 includes an actuator 132, a force sensor 133, and a rotation sensor 134 in addition to the configuration described using FIG. Actuator 132 drives joint portion 131 . The actuator 132 is, for example, a servo motor. The force sensor 133 can detect the operating force (torque) of the joint portion 131 and the weight of the car 11. The force sensor 133 is, for example, a torque sensor. The rotation sensor 134 detects rotation information of each joint 131. The rotation sensor 134 is, for example, an encoder.

図２に示すように、把持制御部２０２は、把持部１４０を制御する。把持制御部２０２に制御された把持部１４０は、かご１１の持ち手１３を把持し、かご１１を傾斜させつつ持ち上げる。把持部１４０を制御し、かご１１を傾斜させつつ持ち上げる一連の制御の流れの詳細については、図３～図５を参照しつつ後述する。 As shown in FIG. 2, the grip control section 202 controls the grip section 140. The grip section 140 controlled by the grip control section 202 grips the handle 13 of the basket 11 and lifts the basket 11 while tilting it. The details of a series of control flows for controlling the gripping part 140 and lifting the car 11 while tilting it will be described later with reference to FIGS. 3 to 5.

図２に示すように、把持部１４０は、ハンドカメラ１４１、アクチュエータ１４２、力センサ１４３、及び、下把持部１４０ｂに配設された重量センサ１４４を備える。ハンドカメラ１４１は、制御装置２００の撮像指示に従って撮像を実行する。ハンドカメラ１４１は、生成した画像データを制御装置２００へ引き渡す。アクチュエータ１４２は、把持制御部２０２の指示に従って上把持部１４０ａと下把持部１４０ｂとを駆動する。力センサ１４３は、把持制御部２０２の指示に従って把持部１４０の操作力（トルク）を検出する。重量センサ１４４は、把持制御部２０２の指示に従って対象物の重さを検出するセンサである。重量センサ１４４は、検出した重量データを制御装置２００へと引き渡す。 As shown in FIG. 2, the grip section 140 includes a hand camera 141, an actuator 142, a force sensor 143, and a weight sensor 144 disposed on the lower grip section 140b. The hand camera 141 executes imaging according to an imaging instruction from the control device 200. The hand camera 141 delivers the generated image data to the control device 200. The actuator 142 drives the upper grip part 140a and the lower grip part 140b according to instructions from the grip control section 202. The force sensor 143 detects the operating force (torque) of the gripping section 140 according to instructions from the gripping control section 202 . The weight sensor 144 is a sensor that detects the weight of the object according to instructions from the grip control unit 202. Weight sensor 144 delivers detected weight data to control device 200.

次に、図３～５を参照し、把持部１４０を制御してかご１１を傾斜させつつ持ち上げる一連の制御の流れについて説明する。一連の制御は、（１）かごを傾斜角度θ１で傾斜させるステップ、（２）かごを傾斜角度θ２にさらに傾斜させるステップ、（３）かごを傾斜角度θ２で傾斜させた状態で持ち上げるステップ、から構成される。図３～図５では、一例として、かご１１の底面が平面視すると長方形であって、四辺のうち、ｙ軸方向に沿って伸びる辺ＡＤ及び辺ＢＣの長さに比べ、ｘ軸方向に沿って伸びる辺ＡＢ及び辺ＣＤの長さがより長く構成されたかご１１を用いている。 Next, with reference to FIGS. 3 to 5, a series of control flows that control the gripping section 140 to tilt and lift the car 11 will be described. The series of controls includes (1) tilting the car at a tilt angle θ1, (2) further tilting the car at a tilt angle θ2, and (3) lifting the car while it is tilted at a tilt angle θ2. configured. In FIGS. 3 to 5, as an example, the bottom surface of the car 11 is rectangular in plan view, and among the four sides, the length of the side AD and the side BC extending along the y-axis direction is longer than that of the bottom surface along the x-axis direction. A cage 11 is used in which the lengths of sides AB and CD extending from each other are longer.

（１）かごを傾斜角度θ１で傾斜させるステップ
図３は、実施の形態に係る把持部１４０を制御し、かご１１を傾斜させた状態を示す斜視図である。まず、把持部１４０がかご１１の持ち手１３を把持している初期状態（図１）から、かご１１を傾斜させる。把持部１４０が太い黒矢印の方向に沿って回転するように制御することによって、かご１１全体を傾斜させることができる。より具体的には、かご１１の底面が備える四辺のうち、ｘ軸方向に沿って伸びる辺であって、ｙ軸負側に配置された辺ＡＢを載置面Ｓに接触させつつ、他の三辺である辺ＢＣ、辺ＣＤ及び辺ＡＤが載置面Ｓから離間する方向に、かご１１を傾斜させる。傾斜角度は、∠ＣＢＳ（∠ＤＡＳ）＝θ１である。 (1) Step of tilting the car at a tilt angle θ1 FIG. 3 is a perspective view showing a state in which the car 11 is tilted by controlling the grip portion 140 according to the embodiment. First, the car 11 is tilted from an initial state (FIG. 1) in which the grip part 140 grips the handle 13 of the car 11. By controlling the grip portion 140 to rotate in the direction of the thick black arrow, the entire car 11 can be tilted. More specifically, among the four sides of the bottom surface of the car 11, the side AB extending along the x-axis direction and arranged on the negative side of the y-axis is brought into contact with the mounting surface S, while the other sides are The basket 11 is tilted in a direction in which the three sides BC, CD, and AD are separated from the placement surface S. The tilt angle is ∠CBS(∠DAS)=θ1.

図３に示すように、かご１１を傾斜角度θ１で傾斜させることによって、かご１１に内包された対象物２１～２３は白抜き矢印で示す方向、すなわち辺ＡＢ側に滑るように動き、辺ＡＢ側に集められる。かご１１の傾斜角度θ１は、かご１１の中の対象物２１～２３が、載置面Ｓに接触している辺ＡＢの方向へと滑るように動く角度であって（白抜き矢印で示す）、且つ、対象物２１～２３がかご１１の外へと飛び出さないような任意の角度に設定することができる。例えば、かご１１の傾斜角度θ１は、０°＜θ１＜９０°のうち、任意の角度を選択することができる。かご１１を傾斜角度θ１で傾斜させた状態で、次のステップへと進む。 As shown in FIG. 3, by tilting the basket 11 at an inclination angle θ1, the objects 21 to 23 contained in the basket 11 slide in the direction indicated by the white arrow, that is, toward the side AB. gathered to the side. The inclination angle θ1 of the basket 11 is an angle at which the objects 21 to 23 in the basket 11 slide in the direction of the side AB that is in contact with the placement surface S (indicated by a white arrow). , and can be set at any angle so that the objects 21 to 23 do not jump out of the cage 11. For example, the inclination angle θ1 of the car 11 can be selected from the range of 0°<θ1<90°. With the car 11 tilted at the tilt angle θ1, proceed to the next step.

（２）かごを傾斜角度θ２で傾斜させるステップ
図４は、実施の形態に係る把持部１４０を制御し、かご１１をさらに傾斜させた状態を示す斜視図である。図４に示すように、把持部１４０を制御することによって、載置面Ｓに接触した辺ＡＢと隣接する二辺である辺ＡＤ又は辺ＢＣのうちの一辺である辺ＡＤを、載置面Ｓからさらに離間する方向（黒矢印で示す）に、かご１１を傾斜させる。傾斜角度は、∠ＡＢＳ＝θ２である。なお、載置面Ｓから離間させる辺は、載置面Ｓに接触した辺ＡＢと隣接する二辺のうち、辺ＡＤ又は辺ＢＣのいずれかであればよく、辺ＡＤの代わりに辺ＢＣを載置面Ｓからさらに離間する方向へとかご１１を傾斜させるように、把持部１４０を制御してもよい。 (2) Step of tilting the car at the tilt angle θ2 FIG. 4 is a perspective view showing a state in which the grip portion 140 according to the embodiment is controlled to further tilt the car 11. As shown in FIG. 4, by controlling the grip part 140, the side AD, which is two sides adjacent to the side AB in contact with the mounting surface S, or the side AD, which is one side of the side BC, is moved from the mounting surface The car 11 is tilted in a direction further away from S (indicated by a black arrow). The inclination angle is ∠ABS=θ2. Note that the side to be separated from the mounting surface S may be either the side AD or the side BC of the two sides adjacent to the side AB that contacted the mounting surface S, and the side BC may be used instead of the side AD. The grip portion 140 may be controlled so as to tilt the basket 11 in a direction further away from the placement surface S.

図４に示すように、かご１１を傾斜角度θ２でさらに傾斜させることによって、辺ＡＢ側に集められた対象物２１～２３は白抜き矢印で示す方向、すなわち辺ＢＣ側に滑るように動き、辺ＡＢ側かつ辺ＢＣ側、換言すると角部１４へと集められる。傾斜角度θ２は、かご１１の中の対象物２１～２３が、辺ＢＣ側、すなわち角部１４の方向へと滑るように動く角度であって（白抜き矢印で示す）、且つ、対象物２１～２３がかご１１の外へと飛び出さないような任意の角度に設定することができる。例えば、かご１１の傾斜角度θ２は、０°＜θ２＜９０°のうち、任意の角度を選択することができる。かご１１を傾斜角度θ２の角度で傾斜させた状態で、さらに次のステップへと進む。 As shown in FIG. 4, by further tilting the basket 11 at an inclination angle θ2, the objects 21 to 23 gathered on the side AB side slide in the direction shown by the white arrow, that is, on the side BC side. It is gathered to the side AB side and the side BC side, in other words, to the corner portion 14. The inclination angle θ2 is an angle at which the objects 21 to 23 in the car 11 slide toward the side BC, that is, toward the corner 14 (indicated by a white arrow), and the object 21 .about.23 can be set at any desired angle so that it does not jump out of the cage 11. For example, the inclination angle θ2 of the car 11 can be selected from the range of 0°<θ2<90°. With the car 11 tilted at the tilt angle θ2, the process proceeds to the next step.

（３）かごを傾斜角度θ２で傾斜させた状態で持ち上げるステップ
図５は、実施の形態に係る把持部１４０を制御し、かご１１を持ち上げた状態を示す斜視図である。図５に示すように、把持部１４０を制御することによって、かご１１を傾斜角度θ２で傾斜させた状態で、かご１１が備えるすべての辺ＡＢ、辺ＢＣ、辺ＣＤ及び辺ＡＤが載置面Ｓから離間するように、かご１１を持ち上げる。
以上が、把持部１４０を制御し、かご１１を傾斜させつつ持ち上げる一連の制御の流れである。 (3) Step of lifting the car while tilted at the inclination angle θ2 FIG. 5 is a perspective view showing a state in which the car 11 is lifted by controlling the grip section 140 according to the embodiment. As shown in FIG. 5, by controlling the grip part 140, all the sides AB, BC, CD, and AD of the car 11 are aligned with the mounting surface while the car 11 is tilted at the inclination angle θ2. Lift the car 11 away from S.
The above is a series of control flows for controlling the gripping section 140 and lifting the car 11 while tilting it.

本実施の形態に係るロボットアーム１００を備えるロボットは、このようにかご１１を持ち上げた時の状態を保ったまま、すなわち上述のようにかご１１を傾斜させたまま、かご１１を運搬することができる。上述のように、対象物２１～２３をかご１１の辺ＡＢ側かつ辺ＢＣ側、換言すると角部１４に集めることができるため、運搬時に対象物２１～２３を安定した状態で運搬することができる。 The robot equipped with the robot arm 100 according to the present embodiment can transport the car 11 while maintaining the state in which the car 11 was lifted, that is, while keeping the car 11 tilted as described above. can. As described above, since the objects 21 to 23 can be collected on the sides AB and BC of the basket 11, in other words, on the corner 14, the objects 21 to 23 can be transported in a stable state during transportation. can.

本実施の形態に係るロボットアーム１００を備えるロボットは、かご１１を持ち上げて対象物２１～２３を運搬した後、把持部１４０がかご１１を所定の場所に置く際には、上記ステップ（１）～（３）を逆の順番で行う。すなわち、傾斜角度θ２で傾斜した状態のかご１１の角部１４を載置面Ｓに接触させる。続いて、傾斜角度θ２が０°となるように傾斜角度を戻して辺ＡＢを載置面Ｓに接触させる。さらに傾斜角度θ１も０°となるように傾斜角度を戻して、辺ＡＢ以外の他の三辺、すなわち辺ＢＣ、辺ＣＤ及び辺ＡＤを載置面Ｓに接触させることによって、かご１１の底面を載置面Ｓに載置する。このようにロボットアーム１００の把持部１４０を制御することによって、かご１１の状態を初期状態（図１）へと戻す。 In the robot equipped with the robot arm 100 according to the present embodiment, after lifting the basket 11 and transporting the objects 21 to 23, when the gripping section 140 places the basket 11 in a predetermined place, the above step (1) is performed. Perform ~(3) in the reverse order. That is, the corner portion 14 of the car 11, which is tilted at the tilt angle θ2, is brought into contact with the mounting surface S. Subsequently, the inclination angle is returned so that the inclination angle θ2 becomes 0°, and the side AB is brought into contact with the mounting surface S. Further, by returning the inclination angle θ1 to 0° and bringing the other three sides other than the side AB, that is, the side BC, the side CD, and the side AD into contact with the mounting surface S, the bottom surface of the car 11 is is placed on the placement surface S. By controlling the gripping section 140 of the robot arm 100 in this manner, the state of the cage 11 is returned to the initial state (FIG. 1).

また、本実施の形態に係るロボットアーム１００を備えるロボットは、かご１１を持ち上げて対象物２１～２３を運搬した後、かご１１をユーザへ渡すこともできる。ユーザがロボットアーム１００のｘ軸正側にいることを想定した場合、かご１１の重心がユーザ側（ｘ軸正側）に傾いた状態で運搬すると、ユーザはかご１１を受け取りやすい。より具体的には、把持部１４０を制御し、対象物２１～２３を辺ＡＢ側かつ辺ＢＣ側の角部１４（ｙ軸負側の角部）、もしくは辺ＣＤ側かつ辺ＢＣ側の角部（ｙ軸正側の角部）に集めた状態で運搬すると、辺ＡＢ側かつ辺ＡＤ側の角部もしくは辺ＣＤ側かつ辺ＡＤ側の角部に集めた場合に比べ、ユーザはかご１１を受け取りやすい。 Furthermore, the robot equipped with the robot arm 100 according to the present embodiment can lift the basket 11 and transport the objects 21 to 23, and then hand the basket 11 to the user. Assuming that the user is on the x-axis positive side of the robot arm 100, if the car 11 is transported with its center of gravity tilted toward the user (x-axis positive side), the user can easily receive the car 11. More specifically, the gripping unit 140 is controlled to hold the objects 21 to 23 at the corner 14 on the side AB side and on the side BC side (the corner on the negative side of the y-axis), or on the side CD side and on the side BC side. If the user transports the basket in a state where they are gathered at the corner on the positive side of the y-axis (the corner on the positive side of the y-axis), the user will be able to easy to receive.

なお、上記の把持部１４０を制御し、かご１１を傾斜させつつ持ち上げる一連の制御の流れの説明では、一例として、かご１１の底面が平面視すると長方形であって、四辺のうち、ｙ軸方向に沿って伸びる辺ＡＤ及び辺ＢＣの長さに比べ、ｘ軸方向に沿って伸びる辺ＡＢ及び辺ＣＤの長さがより長く構成されたかご１１を用いて説明した。このように、四辺のうち、ｙ軸方向に沿って伸びる辺ＡＤ及び辺ＢＣの長さより、ｘ軸方向に沿って伸びる辺ＡＢ及び辺ＣＤの長さがより長く構成されたかご１１を用いる場合は、傾斜角度θ１で傾斜させる際に、まず長い辺である辺ＡＢ又は辺ＣＤのいずれかを載置面Ｓに接触させた状態で、他の三辺を載置面Ｓから離間する方向に傾斜させることが好ましい。続いて、辺ＡＢ及び辺ＣＤに隣接するいずれかの辺である辺ＡＤ又は辺ＢＣが、載置面Ｓからさらに離間する方向に、かご１１を傾斜角度θ２でさらに傾斜させることが好ましい。 In addition, in the description of the series of control flow for controlling the gripping part 140 and lifting the car 11 while tilting it, as an example, the bottom surface of the car 11 is rectangular when viewed from above, and among the four sides, the bottom surface is rectangular in the y-axis direction. The explanation has been made using a car 11 in which the lengths of sides AB and CD extending along the x-axis direction are longer than the lengths of sides AD and BC extending along the x-axis direction. In this way, when using the car 11 in which the lengths of sides AB and CD extending along the x-axis direction are longer than the lengths of sides AD and BC extending along the y-axis direction among the four sides. When tilting at an inclination angle θ1, first, with either the long side AB or CD in contact with the mounting surface S, the other three sides are moved in the direction away from the mounting surface S. Preferably, it is tilted. Subsequently, it is preferable that the side AD or the side BC, which is one of the sides adjacent to the side AB and the side CD, further inclines the car 11 at an inclination angle θ2 in a direction in which the side AD or the side BC is further separated from the mounting surface S.

上記の順番で傾斜させることによって、かご１１の中の対象物２１～２３を最初に傾斜させた際の、かご１１の内部における移動距離が短くなるため、より衝撃を和らげつつ、対象物２１～２３をかご１１の内部の、運搬時に安定する位置である角部に集めることが可能となる。なお、かご１１の底面が平面視すると正方形である場合は、いずれの辺から傾斜を開始してもよい。 By tilting the objects 21 to 23 in the above order, the distance traveled inside the car 11 when the objects 21 to 23 in the car 11 are tilted for the first time becomes shorter. 23 can be collected at a corner inside the basket 11, which is a stable position during transportation. Note that if the bottom surface of the car 11 is square when viewed from above, the inclination may start from any side.

また、かごに内包された対象物を安定して運搬するために、上述の傾斜角度θ１及びθ２を用いる制御方法とは別の、ロボットアーム１００の制御方法を用いることもできる。例えば、かごに内包された対象物の重さ、形状および位置等の情報をあらかじめ取得する。当該情報は、ロボットと連携して用いることができる運搬用台が計測したデータを用いてもよいし、ロボットが備える上述のカメラやセンサを用いて取得してもよい。当該取得したデータから、かごに内包された対象物が安定した重心位置となるような傾斜角度を決定することによって、当該傾斜角度に傾斜させるようにロボットアーム１００が備える把持部１４０を制御してもよい。 Further, in order to stably transport the object contained in the cage, a method of controlling the robot arm 100 other than the above-mentioned method of controlling using the inclination angles θ1 and θ2 can also be used. For example, information such as the weight, shape, and position of the object contained in the basket is obtained in advance. The information may be obtained using data measured by a transport platform that can be used in conjunction with the robot, or may be obtained using the above-mentioned camera or sensor included in the robot. Based on the acquired data, the robot arm 100 controls the gripping part 140 provided in the robot arm 100 to tilt the object to the determined angle by determining the angle of inclination at which the object contained in the basket has a stable center of gravity position. Good too.

さらに、上述の傾斜角度θ１及びθ２を用いる制御方法の場合と、あらかじめ重心位置を計算して傾斜角度を決定する場合のいずれの場合も、かご１１を傾斜する速度や加速度を制御することができる。傾斜角度θ１及びθ２を用いるロボットアーム１００の制御方法の場合は、アーム部１３０が備える力センサ１３３又は把持部１４０が備える重量センサ１４４によって、かご１１が内包する対象物の重さを取得し、当該重さに応じてかご１１を傾斜する速度や加速度を制御することができる。また、あらかじめ重心位置を計算して傾斜角度を決定するロボットアーム１００の制御方法の場合は、取得した対象物の重さに応じて、かご１１を傾斜する速度や加速度を制御することができる。 Furthermore, the speed and acceleration of tilting the car 11 can be controlled in both cases of the control method using the above-mentioned tilt angles θ1 and θ2 and in the case of determining the tilt angle by calculating the center of gravity position in advance. . In the case of the control method of the robot arm 100 using the inclination angles θ1 and θ2, the weight of the object contained in the basket 11 is acquired by the force sensor 133 provided in the arm portion 130 or the weight sensor 144 provided in the grip portion 140, The speed and acceleration of tilting the car 11 can be controlled according to the weight. Furthermore, in the case of a control method for the robot arm 100 in which the center of gravity position is calculated in advance and the tilt angle is determined, the speed and acceleration of tilting the car 11 can be controlled according to the weight of the obtained object.

発明者らは、ロボットアームの把持部が対象物を内包しているかごを把持して運搬する際に、かごに内包された対象物を安定して運搬することが困難であるという問題を見出した。 The inventors discovered the problem that when the gripping section of a robot arm grasps and transports a basket containing an object, it is difficult to stably transport the object contained in the basket. Ta.

これに対し、本実施の形態に係るロボットアームの制御方法では、把持部が、載置面に載置された、底面が矩形状であって、対象物を内包しているかごを把持した状態で、かごの底面が備える四辺のうちの一辺を載置面に接触させつつ、他の三辺を載置面から離間する方向にかごを傾斜させるステップと、載置面に接触した一辺と隣接する二辺のうちの一辺を、載置面からさらに離間する方向にかごを傾斜させるステップと、かごが傾斜した状態で、かごの底面が備えるすべての辺が載置面から離間するようにかごを持ち上げるステップと、を備える。このように、かごを段階的に傾斜させることによって、かごに内包された対象物を、かごを持ち上げた際に安定する位置に移動させることができる。したがって、ロボットアームの把持部が対象物を内包するかごを把持して運搬する際に、かごに内包された対象物を安定して運搬することができる。 In contrast, in the robot arm control method according to the present embodiment, the gripping section is in a state in which the gripping section grips a basket that is placed on a placement surface, has a rectangular bottom surface, and contains an object. The step of tilting the basket in a direction in which one of the four sides of the bottom of the basket is in contact with the mounting surface while the other three sides are separated from the mounting surface, and tilting the car so that one of the two sides of the car is further away from the placement surface; and a step for lifting. By inclining the basket in stages in this way, the object contained in the basket can be moved to a stable position when the basket is lifted. Therefore, when the gripping section of the robot arm grips and transports the basket containing the object, the object contained in the basket can be stably transported.

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。 Note that the present invention is not limited to the above embodiments, and can be modified as appropriate without departing from the spirit.

１１ かご、１２ かご本体部、１３ 持ち手、１４角部
２１～２３ 対象物
１００ ロボットアーム
１３０ アーム部、１３１ 関節部、１３２ アクチュエータ、１３３ 力センサ、１３４ 回転センサ
１４０ 把持部、１４０ａ 上把持部、１４０ｂ 下把持部、１４０ｃ 関節部
１４１ ハンドカメラ １４２ アクチュエータ １４３ 力センサ １４４ 重量センサ
２００ 制御装置、２０１ アーム制御部、２０２ 把持制御部
Ｓ 載置面 Reference Signs List 11 basket, 12 basket main body, 13 handle, 14 corner parts 21 to 23 object 100 robot arm 130 arm part, 131 joint part, 132 actuator, 133 force sensor, 134 rotation sensor 140 grip part, 140a upper grip part, 140b Lower grip part, 140c Joint part 141 Hand camera 142 Actuator 143 Force sensor 144 Weight sensor 200 Control device, 201 Arm control part, 202 Grip control part S Placement surface

Claims (1)

アーム部に接続された把持部を備えるロボットアームの制御方法であって、
前記把持部が、載置面に載置された、底面が矩形状であって、対象物を内包しているかごを把持した状態で、前記かごの底面が備える四辺のうちの一辺を前記載置面に接触させつつ、他の三辺を前記載置面から離間する方向に前記かごを傾斜させるステップと、
前記載置面に接触した前記一辺と当該一辺に隣接する二辺とにより形成される２つの角部うちの一方の角部を前記載置面に接触させつつ、他方の角部が前記載置面から離間する方向に前記かごを傾斜させるステップと、
前記かごが傾斜した状態で、前記載置面に接触している前記一方の角部が前記載置面から離間するように前記かごを持ち上げるステップと、を備える、
ロボットアームの制御方法。 A method for controlling a robot arm including a gripping section connected to an arm section, the method comprising:
In a state in which the gripping portion grips a basket having a rectangular bottom and containing an object, which is placed on a placement surface, one of the four sides of the bottom of the basket is set as described above. tilting the cage in a direction in which the other three sides are separated from the placement surface while making contact with the placement surface;
One corner of the two corners formed by the one side in contact with the placement surface and two sides adjacent to the one side is in contact with the placement surface, while the other corner is in contact with the placement surface. tilting the cage in a direction away from a surface;
the step of lifting the car so that the one corner that is in contact with the placement surface is separated from the placement surface while the car is tilted;
How to control a robot arm.
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