JPH04336987A - Gripping device - Google Patents
Gripping deviceInfo
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Abstract
Description
【０００１】0001
【産業上の利用分野】本発明は、フィンガによって物体
を把持する把持装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gripping device for gripping an object with fingers.
【０００２】0002
【従来の技術】平行グリッパに代表される物体把持装置
は、ロボットマニピュレータによる物体搬送作業などを
はじめとして、種々の産業分野で用いられている。図６
は従来の把持装置である平行グリッパ形ロボットハンド
の構成例を示している。このロボットハンドはハンド基
台１、可動フィンガ２、グリッパ駆動増幅器４などから
構成される。可動フィンガ２は、斜線で示した物体を把
持するために、フィンガ開閉指令に基づいてグリッパ駆
動増幅器４から発生される駆動力により矢印方向に駆動
される。ハンド基台１は通常はマニピュレータなどの空
間移動機構の先端に付設される。このように従来の把持
装置のほとんどは適当な機械的剛性を持つフィンガを開
閉することによって、剛な物体を比較的大きな力で把持
していた。しかしこの方式ではフィンガはあくまで受動
的な機械要素であり、把持物体に加わる作用力を能動的
に制御することは不可能であった。このため、場合によ
っては、物体に過大な把持力が作用して物体を破損した
り、あるいは把持力が過小なために物体が滑落するなど
の欠点があった。また、同様な理由で、従来の把持装置
は把持力の精密制御が必要な柔軟物体や弾性物体などの
把持には適用が困難であった。2. Description of the Related Art Object gripping devices, typified by parallel grippers, are used in various industrial fields, including object conveyance work by robot manipulators. Figure 6
1 shows an example of the configuration of a parallel gripper type robot hand, which is a conventional gripping device. This robot hand is composed of a hand base 1, movable fingers 2, a gripper drive amplifier 4, and the like. The movable finger 2 is driven in the direction of the arrow by a driving force generated from the gripper drive amplifier 4 based on a finger opening/closing command in order to grip the object shown with diagonal lines. The hand base 1 is usually attached to the tip of a spatial movement mechanism such as a manipulator. As described above, most conventional gripping devices grip rigid objects with relatively large force by opening and closing fingers with appropriate mechanical rigidity. However, in this method, the fingers are only passive mechanical elements, and it is impossible to actively control the force applied to the gripped object. Therefore, in some cases, an excessive gripping force acts on the object, causing damage to the object, or an insufficient gripping force causes the object to slide down. Furthermore, for similar reasons, it has been difficult to apply conventional gripping devices to gripping flexible objects, elastic objects, etc. that require precise control of gripping force.
【０００３】このような欠点を克服するため、フィンガ
を能動的に駆動することにより物体の把持力を制御する
技術が提案された。例えば、特開昭６０−１１８４８０
号公報に開示された技術は、力付与指令に基づいて力付
与手段であるフィンガを駆動することによりフィンガ位
置を制御し、物体を所定の力で把持しようとするもので
ある。しかしこの方法では把持力を直接検出する手段を
用いてないことから、把持力の精密な制御はそもそも不
可能であり、物体の寸法誤差などによっては実際に付与
される力が指令値と大きく異なる可能性が高いという欠
点がある。加えて、この方法には、物体を把持した後に
生ずる把持力の誤差を修正する手段もないという欠点が
ある。[0003] In order to overcome these drawbacks, a technique has been proposed in which the gripping force of an object is controlled by actively driving the fingers. For example, JP-A-60-118480
The technique disclosed in the publication attempts to grip an object with a predetermined force by controlling the finger position by driving fingers, which are force applying means, based on a force applying command. However, since this method does not use a means to directly detect the gripping force, precise control of the gripping force is impossible in the first place, and the actual force applied may differ greatly from the command value depending on the dimensional error of the object. The disadvantage is that it is highly possible. In addition, this method has the disadvantage that there is no means for correcting errors in gripping force that occur after gripping the object.
【０００４】特開昭６０−１７２４８４号公報に開示さ
れている技術では、２本のフィンガにかかる力のうち、
小さい方の力が物体を把持するための力設定値と一致す
るようにフィンガの駆動を制御し、物体の滑落防止を図
っている。また、特開昭６２−１２０９９０号公報に開
示されている技術は、一方のフィンガを位置制御し、も
う一方のフィンガを力制御することにより、物体を所定
位置において所定の力で把持することをねらっている。
しかし前者では、最小の力が作用するフィンガ以外の残
りのフィンガに過大な力が作用する場合は考慮されてお
らず、後者でも位置制御されたフィンガ側では把持力を
制御できないという欠点がある。以上のような従来技術
の欠点は、以下のような観点から見るとより一層明らか
になる。[0004] In the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 172484/1984, out of the force applied to the two fingers,
The drive of the fingers is controlled so that the smaller force matches the force setting value for gripping the object, thereby preventing the object from falling. Furthermore, the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 120990/1983 controls the position of one finger and the force of the other finger to grip an object at a predetermined position with a predetermined force. Aiming. However, the former method does not take into account the case where an excessive force is applied to the remaining fingers other than the one on which the minimum force is applied, and the latter method also has the disadvantage that the gripping force cannot be controlled on the side of the position-controlled fingers. The drawbacks of the prior art as described above become even more apparent when viewed from the following viewpoints.
【０００５】前述のように、把持装置は通常マニピュレ
ータなどの空間移動機構の先端に付設され、マニピュレ
ータの移動によって把持物体は高速で搬送される。マニ
ピュレータの起動停止時には把持装置に大きな加速度変
化が生じ、同時に把持された物体にはこれに応じた慣性
力が生じる。同様な現象は、環境との衝突などによって
把持装置のハンド基台に衝撃外乱が作用する場合にも見
られる。この結果、物体の慣性力と可動フィンガによる
把持力との差異が生じることから、設定された物体把持
力に動的な変動が生じることになる。より具体的には、
例えば対向する２つの可動フィンガの場合、一方のフィ
ンガに加わる把持力は瞬間的に急増し、他方のフィンガ
に加わる把持力は逆に減少する。このような物体・把持
装置系のダイナミクスに因る現象はしばしば指摘され、
また物理モデルを用いた考察からも容易に推察できる。
このような急激な動的変動を吸収するには、把持力制御
系のフィードバックゲインを高くし制御系の応答性を改
善する方法が考えられるが、可動フィンガ系の機械的な
共振などのため一般にはゲインの増加には限界がある。As mentioned above, the gripping device is usually attached to the tip of a spatial movement mechanism such as a manipulator, and the gripped object is conveyed at high speed by the movement of the manipulator. When the manipulator starts and stops, a large acceleration change occurs in the gripping device, and at the same time, a corresponding inertia force is generated in the gripped object. A similar phenomenon is also seen when an impact disturbance is applied to the hand base of the gripping device due to a collision with the environment. As a result, a difference occurs between the inertial force of the object and the gripping force by the movable fingers, resulting in dynamic fluctuations in the set object gripping force. More specifically,
For example, in the case of two movable fingers facing each other, the gripping force applied to one finger increases rapidly and the gripping force applied to the other finger decreases. Phenomena caused by the dynamics of the object/grip system are often pointed out,
It can also be easily inferred from considerations using physical models. In order to absorb such rapid dynamic fluctuations, it is possible to increase the feedback gain of the gripping force control system to improve the response of the control system, but this is generally not possible due to mechanical resonance in the movable finger system. There is a limit to the increase in gain.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】このようなことから、
従来の把持装置では、ハンド基台が高速に駆動された場
合に生ずる把持力の変動や、作業中に環境との相互作用
によってハンド基台に加わる衝撃外乱などによる把持力
の変動を積極的に吸収する手段をなんら提供していない
ために、把持された物体が破損したり、あるいは逆に滑
落したりするという欠点があった。[Problem to be solved by the invention] From the above,
Conventional gripping devices proactively compensate for fluctuations in gripping force that occur when the hand base is driven at high speed, or due to impact disturbances that are applied to the hand base due to interaction with the environment during work. Since no absorption means is provided, the gripped object may be damaged or even fall off.
【０００７】本発明の目的は、フィンガを搭載するハン
ド基台が高速に駆動された場合に生ずる把持力の変動や
、ハンド基台の運動中に環境との相互作用によって生ず
る衝撃外乱などによる把持力の変動により、把持されて
いる物体の破損や滑落が生じる恐れがない把持装置を提
供することにある。It is an object of the present invention to reduce gripping force caused by fluctuations in gripping force that occur when the hand base on which the fingers are mounted is driven at high speed, or by impact disturbances that occur due to interaction with the environment during movement of the hand base. It is an object of the present invention to provide a gripping device in which there is no possibility that an object being gripped will be damaged or fall off due to fluctuations in force.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明の把持装置は、ハ
ンド基台と、該ハンド基台上に搭載され、物体を把持す
る１個の可動フィンガと１個の固定フィンガまたは２個
の可動フィンガと、前記可動フィンガによる物体の把持
力を検出する把持力センサと、該把持力センサからの信
号に基づくフィードバック量により前記把持力を制御す
る把持力制御系と、前記ハンド加速度に基づいて補正駆
動信号を発生する補正信号発生器と、該補正駆動信号に
基づくフィードフォワード量を、前記可動フィンガを駆
動するフィンガ駆動増幅器の入力信号に加算する加算器
とを有する。[Means for Solving the Problems] The gripping device of the present invention includes a hand base, and one movable finger and one fixed finger or two movable fingers mounted on the hand base to grip an object. a gripping force sensor that detects the gripping force of the movable finger on the object; a gripping force control system that controls the gripping force based on a feedback amount based on a signal from the gripping force sensor; and a correction based on the hand acceleration. It has a correction signal generator that generates a drive signal, and an adder that adds a feedforward amount based on the correction drive signal to an input signal of a finger drive amplifier that drives the movable finger.
【０００９】[0009]
【作用】本発明は、可動フィンガを搭載するハンド基台
の加速度に基づく補正駆動入力を、可動フィンガの把持
力制御系におけるフィンガ駆動入力に加算して把持力を
高精度に制御するものである。[Operation] The present invention controls the gripping force with high precision by adding a correction drive input based on the acceleration of the hand base on which the movable finger is mounted to the finger drive input in the gripping force control system of the movable finger. .
【００１０】0010
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する、図１は本発明の第１の実施例の把持装置を
示す図で、同図（１）は機構構成を示す図、同図（２）
は制御系構成を示す図である。本実施例の把持装置は、
ハンド基台１と、可動フィンガ２と、固定フィンガ３と
、可動フィンガ２による物体の把持力ｆｓ を検出する
把持力センサ５と、ハンド基台１の加速度を検出する加
速度センサ６と、該加速度に基づいて補正駆動信号を発
生する補正信号発生器９と、減算器１０、補償器７、加
算器１１、駆動増幅器４からなり、可動フィンガ２によ
って物体に加えられる把持力ｆｓ が把持力目標値ｆｒ
ｅｆに一致するように可動フィンガ系ダイナミクス８の
可動フィンガ２を駆動制御する把持力フィードバック制
御系で構成されている。[Embodiment] Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Fig. 1 is a diagram showing a gripping device according to a first embodiment of the present invention, and Fig. 1 (1) shows the mechanism configuration. Figure, same figure (2)
FIG. 2 is a diagram showing a control system configuration. The gripping device of this embodiment is
A hand base 1, a movable finger 2, a fixed finger 3, a gripping force sensor 5 that detects the gripping force fs of the object by the movable finger 2, an acceleration sensor 6 that detects the acceleration of the hand base 1, and the acceleration The gripping force fs applied to the object by the movable fingers 2 is the gripping force target value. fr
The gripping force feedback control system drives and controls the movable fingers 2 of the movable finger system dynamics 8 so as to match ef.
【００１１】次に、本実施例の動作を説明する。まず、
可動フィンガ２を駆動して固定フィンガ３との間で物体
を把持する。このとき把持力センサ５、補償器７、駆動
増幅器４などによって把持力フィードバック制御系を構
成し、可動フィンガ２によって物体に加えられる作用力
が把持力目標値ｆｒｅｆ に一致するように可動フィン
ガ２を駆動制御する。同時にハンド基台１の加速度αを
加速度センサ６で検出し、これを分岐させて補正信号発
生器９に入力し、加速度αに基づく補正駆動信号をフィ
ンガ把持力制御系の補償器７の出力と加算し、駆動増幅
器４に入力する。この結果、全体としては、フィンガの
ローカルな把持力フィードバック制御系に加え、基台加
速度αに基づくフィードフォワード制御系を構成したこ
とになる。なお、図１（２）中の破線は、ハンド基台１
が動くことによって加速度外乱が可動フィンガ系ダイナ
ミクス８に不可避的に混入することを示している。Next, the operation of this embodiment will be explained. first,
The movable finger 2 is driven to grip an object between it and the fixed finger 3. At this time, a gripping force feedback control system is configured by the gripping force sensor 5, compensator 7, drive amplifier 4, etc., and the movable fingers 2 are controlled so that the acting force applied to the object by the movable fingers 2 matches the gripping force target value fref. Drive control. At the same time, the acceleration α of the hand base 1 is detected by the acceleration sensor 6, branched and inputted to the correction signal generator 9, and a correction drive signal based on the acceleration α is output from the compensator 7 of the finger grip force control system. The signals are added and input to the drive amplifier 4. As a result, in addition to the local gripping force feedback control system of the fingers, a feedforward control system based on the base acceleration α is configured as a whole. Note that the broken line in FIG. 1 (2) indicates the hand base 1.
This shows that an acceleration disturbance is inevitably mixed into the moving finger system dynamics 8 due to the movement of the moving finger system.
【００１２】以上示した制御の流れは、フィンガや物体
のダイナミクスを陽に記述すると一層明らかになる。図
２はその説明のために導入したハンドによる物体把持モ
デルである。図中、ｍ、ｃ、ｋはそれぞれ質量、ダンピ
ング、スティフネスを表し、添え字ａ、ｓ、ｅ、ｏはそ
れぞれ可動フィンガ２、把持力センサ５、フィンガチッ
プ（物体と接触する部分）、物体を表す。なお、可動フ
ィンガ２は高速で運動すると振動するので、この場合、
２つの部分（質量ｍａ１とｍａ２）からなるとモデル化
されている。The flow of control shown above becomes even clearer when the dynamics of fingers and objects are explicitly described. FIG. 2 is a model of grasping an object by a hand introduced for the purpose of explanation. In the figure, m, c, and k represent mass, damping, and stiffness, respectively, and subscripts a, s, e, and o represent movable finger 2, gripping force sensor 5, finger tip (part that contacts the object), and object, respectively. represent. In addition, since the movable finger 2 vibrates when it moves at high speed, in this case,
It is modeled as consisting of two parts (mass ma1 and ma2).
【００１３】図２の制御系にこのモデルを適用すると系
の状態方程式は次式（１）、（２）となる。
ｄｘ／ｄｔ＝Ａｘ＋Ｂｕ …（１）
ｙ＝Ｃｘ …（２）
ここで、
ｘ＝［ｘａ１、ｄｘａ１／ｄｔ、Ｘａ２、ｄｘａ２／ｄ
ｔ、ｘｅ 、ｄｘｅ／ｄｔｘｅ 、Ｘｏ、ｄｘｏ ／ｄ
ｔ］Ｔｕ＝ｆａ 、ｙ＝ｆｓ 、
Ａ：８×８特性マトリクス、Ｂ＝８×１入力ベクトルＣ
：１×８出力ベクトル、ｆａ ：可動フィンガ入力、ｆ
ｓ ：センサ検出力
いま、フィンガのローカルな把持力制御系補償器７での
力の比例フィードバックゲインをＨｂ 、また補正信号
発生器９での比例加速度フィードフォワードゲインをＨ
ｆ とすると、可動フィンガ２への入力は次式（３）で
与えられる。When this model is applied to the control system shown in FIG. 2, the state equations of the system become the following equations (1) and (2). dx/dt=Ax+Bu...(1) y=Cx...(2) Here, x=[xa1, dxa1/dt, Xa2, dxa2/d
t, xe, dxe/dtxe, Xo, dxo/d
t] Tu=fa, y=fs, A: 8×8 characteristic matrix, B=8×1 input vector C
: 1×8 output vector, fa : Movable finger input, f
s: Sensor detection force Now, the force proportional feedback gain in the finger's local gripping force control system compensator 7 is Hb, and the proportional acceleration feedforward gain in the correction signal generator 9 is H
When f is the input to the movable finger 2, the input to the movable finger 2 is given by the following equation (3).
【００１４】
ｆａ ＝ｆｒｅｆ‐Ｈｂ （ｆｒｅｆ −ｆｓ ）
＋Ｈｆ α …（３）図２のモデルは１アクチュエー
タ１センサ系であり、左側、すなわち可動フィンガ２側
での把持力変動ｆＬ と、右側、すなわち固定フィンガ
３側での把持力変動ｆＲ のそれぞれを独立には制御で
きない。しかし比例フィードバックゲインＨｂ と比例
加速度フィードフォワードゲインＨｆ を調整すること
により、可動フィンガ２側と固定フィンガ３側で把持力
をほぼ均等とすることができる。
すなわち把持力目標値ｆｒｅｆ からの左右の把持力変
動ｆＲ とｆＬ の低周波変動成分が相等しいとすると
次式（４）が得られる。fa=fref-Hb (fref-fs)
+Hf α...(3) The model in Fig. 2 is a one-actuator, one-sensor system, and the gripping force fluctuation fL on the left side, that is, the movable finger 2 side, and the gripping force fluctuation fR on the right side, that is, the fixed finger 3 side, are respectively expressed as follows. cannot be controlled independently. However, by adjusting the proportional feedback gain Hb and the proportional acceleration feedforward gain Hf, it is possible to make the gripping force approximately equal between the movable finger 2 side and the fixed finger 3 side. That is, assuming that the low frequency fluctuation components of the left and right gripping force fluctuations fR and fL from the gripping force target value fref are equal, the following equation (4) is obtained.
【００１５】ｐＨｆ ＋ｑＨｂ ＝１ …（４）ここ
で、
ｐ＝（ｋｏ１＋ｋｏ２）／ｒ、ｑ＝−ｋｏ１（ｍｅ ＋
ｍｏ ）／ｒ、
ｒ＝ｋｏ１Ｍ＋Ｋｏ２（ｍｏ１＋ｍｏ２），Ｍ＝ｍｏ１
＋ｍｏ２＋ｍｅ ＋ｍｏ 、
したがって、一定の制約条件のもとで比例フィードバッ
クゲインＨｂ を決めれば、比例加速度フィードフォワ
ードゲインＨｆ は式（４）により決定できる。もちろ
んこの逆もまた可能である。pHf + qHb = 1 (4) where p = (ko1 + ko2)/r, q = -ko1 (me +
mo )/r, r=ko1M+Ko2(mo1+mo2), M=mo1
+mo2+me +mo Therefore, if the proportional feedback gain Hb is determined under certain constraints, the proportional acceleration feedforward gain Hf can be determined by equation (4). Of course, the reverse is also possible.
【００１６】このような構造になっていることによる効
果について、以下では物体・把持装置系の把持搬送作業
を例にとり説明する。図３に作業の概念図を示す。マニ
ピュレータ１２の手先には把持装置１３が搭載され、把
持装置１３の把持力とマニピュレータ駆動力とはそれぞ
れ独立に制御されるものとする。マニピュレータ１２の
移動加速度は作用力制御の観点からは把持力制御系への
外乱とみなせる。そこで、把持・搬送作業中に物体１４
が落下せずかつ破壊されないための把持力変動ｆＲ 、
ｆＬ に関する作業条件として、次式（５）が考えれら
る。The effects of such a structure will be explained below, taking as an example the gripping and conveying work of the object/gripping device system. Figure 3 shows a conceptual diagram of the work. A gripping device 13 is mounted on the tip of the manipulator 12, and the gripping force of the gripping device 13 and the manipulator driving force are each independently controlled. The movement acceleration of the manipulator 12 can be regarded as a disturbance to the gripping force control system from the viewpoint of acting force control. Therefore, during the gripping and transporting work, the object 14
Grasping force fluctuation fR to prevent it from falling and being destroyed,
The following equation (5) can be considered as a working condition regarding fL.
【００１７】
ｆｍｉｎ −ｆｒｅｆ ＜ｆ＜ｆｍａｘ −ｆｒｅｆ
…（５）ここで、
ｆ＝ｆＲ または−ｆＬ 、
ｆｍｉｎ ：把持装置・対象物体間臨界摩擦抗力、ｆｍ
ａｘ ：対象物体臨界強度、
ｆｒｅｆ ：把持力目標値（一定値）、図２より、把持
力変動ｆは明らかにマニピュレータ手先加速度αの関数
として与えられることから、式（５）の作業条件は加速
度αの許容値を定める条件に他ならない。なお、加速度
αはマニピュレータ手先に取り付けた加速度センサによ
っても検出できるが、マニピュレータが高性能なエンコ
ーダをジョイントに持つ場合には、それを用いて手先加
速度を推定することも可能である。fmin −fref <f<fmax −fref
...(5) Here, f=fR or -fL, fmin: Critical frictional force between the gripping device and the target object, fm
ax: Critical strength of the target object, fref: Grip force target value (constant value), From Fig. 2, the grip force fluctuation f is clearly given as a function of the manipulator hand acceleration α, so the working condition of equation (5) is the acceleration This is nothing but a condition that determines the permissible value of α. Note that the acceleration α can also be detected by an acceleration sensor attached to the manipulator's hand, but if the manipulator has a high-performance encoder in its joint, it is also possible to use it to estimate the hand acceleration.
【００１８】このような作業において、例えば本発明を
用いず、フィンガの把持力制御系が単純なフィードバッ
クのみとした場合には、マニピュレータ手先の高速運動
に伴ってハンド基台に生じる加速度によって、物体の把
持力変動は作業条件の上限および下限から大きく逸脱す
る。一方、図４は、本発明の把持装置におけるｆＲ お
よびｆＬ をｆｒｅｆ に重畳して示したものである。
いずれも変動は作業条件の範囲内にあり、しかも両者の
大きさはほぼ等しいことがわかる。このように、フィー
ドバックとフィードフォワードを併用した把持力制御法
、さらに上で示したような補償器の設計法によれば、１
アクチュエータ１センサの場合でも左右の把持変動をほ
ぼ均等にしかも小さく抑えることが可能になる。したが
って、把持力に生ずる動的な変動が低減される。In such work, for example, if the present invention is not used and the finger gripping force control system uses only simple feedback, the acceleration generated in the hand base due to the high-speed movement of the manipulator tip will cause The gripping force fluctuation of deviates significantly from the upper and lower limits of the working conditions. On the other hand, FIG. 4 shows fR and fL in the gripping device of the present invention superimposed on fref. It can be seen that both fluctuations are within the range of working conditions, and the magnitudes of both are approximately equal. In this way, according to the gripping force control method using both feedback and feedforward, and the compensator design method shown above, 1
Even in the case of a single actuator sensor, it is possible to make left and right gripping fluctuations almost equal and to keep them small. Therefore, dynamic fluctuations occurring in the gripping force are reduced.
【００１９】図５は本発明の第２の実施例の把持装置を
示す図で、同図（１）は機構構成を示す図、同図（２）
は制御系構成を示す図である。本実施例では、物体は２
つの可動フィンガ２によって把持され、把持力センサ５
も両可動フィンガ２に取り付けられている。両可動フィ
ンガ２には加速度αの作用によって大きさが等しく逆向
きの把持力変動が作用することになることから、一方の
把持力制御系の補正信号発生器９には加速度信号をその
まま、他方には符号反転器９’を通して加速度を入力し
てやればよい。このように本実施例の場合は２アクチュ
エータ２センサ系となるため、左右の可動フィンガ２で
それぞれ把持力を調整することが可能になる。もちろん
この場合は多変数制御系として設計を行うことが前提と
なる。FIG. 5 is a diagram showing a gripping device according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 5 (1) is a diagram showing the mechanism configuration, and FIG.
FIG. 2 is a diagram showing a control system configuration. In this example, the object is 2
gripped by two movable fingers 2, gripping force sensor 5
are also attached to both movable fingers 2. Since gripping force fluctuations of equal magnitude and opposite directions act on both movable fingers 2 due to the action of acceleration α, the acceleration signal is sent to the correction signal generator 9 of one gripping force control system as it is, while the other For this purpose, the acceleration may be input through the sign inverter 9'. As described above, since this embodiment has a two-actuator, two-sensor system, it is possible to adjust the gripping force with the left and right movable fingers 2, respectively. Of course, in this case, it is assumed that the design is performed as a multivariable control system.
【００２０】[0020]
【発明の効果】以上説明したように本発明は、ハンド基
台の加速度に基づく補正駆動信号を、物体把持力制御系
における可動フィンガの駆動入力に加算することにより
、把持力の動的な変動が大きく低減されるので、ハンド
基台の急激な起動停止や、環境からハンド基台への衝撃
外乱の作用などがあっても、把持力が過大になって物体
が破損したり、あるいは逆に把持力が過小となって物体
が滑落したりする危険が減少し、所定の作業条件を満足
する安定な物体把持が実現されるという効果がある。Effects of the Invention As explained above, the present invention adds a correction drive signal based on the acceleration of the hand base to the drive input of the movable fingers in the object gripping force control system, thereby controlling the dynamic fluctuation of the gripping force. This greatly reduces the gripping force, so even if the hand base suddenly starts or stops, or there is an impact disturbance from the environment on the hand base, the gripping force will become excessive and the object will be damaged, or vice versa. This has the effect of reducing the risk of the object slipping off due to insufficient gripping force, and realizing stable object gripping that satisfies predetermined work conditions.
【図１】本発明の第１の実施例の把持装置を示す図で、
同図（１）は機構構成を示す図、同図（２）は制御系構
成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a gripping device according to a first embodiment of the present invention,
(1) of the same figure is a diagram showing the mechanism configuration, and (2) of the same figure is a diagram showing the control system configuration.
【図２】物体把持ダイナミクスモデルを示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an object grasping dynamics model.
【図３】物体の把持搬送作業の概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram of an object gripping and conveying operation.
【図４】把持力の変動を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing fluctuations in gripping force.
【図５】本発明の第２の実施例の把持装置を示す図で、
同図（１）は機構構成を示す図、同図（２）は制御系構
成を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a gripping device according to a second embodiment of the present invention,
(1) of the same figure is a diagram showing the mechanism configuration, and (2) of the same figure is a diagram showing the control system configuration.
【図６】把持装置の従来例を示す概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing a conventional example of a gripping device.
１ ハンド基台
２ 可動フィンガ
３ 固定フィンガ
４ フィンガ駆動増幅器
５ 把持力センサ
６ 加速度センサ
７ 把持力制御系補償器
８ 可動フィンガ系ダイナミクス９ 補正
信号発生器
９’ 符号反転器
１０ 減算器
１１ 加算器
１２ マニピュレータ
１３ 把持装置
１４ 物体1 Hand base 2 Movable finger 3 Fixed finger 4 Finger drive amplifier 5 Grip force sensor 6 Acceleration sensor 7 Grip force control system compensator 8 Movable finger system dynamics 9 Correction signal generator 9' Sign inverter 10 Subtractor 11 Adder 12 Manipulator 13 Gripping device 14 Object
Claims (1)
され、物体を把持する１個の可動フィンガと１個の固定
フィンガまたは２個の可動フィンガと、前記可動フィン
ガによる物体の把持力を検出する把持力センサと、該把
持力センサからの信号に基づくフィードバック量により
前記把持力を制御する把持力制御系と、前記ハンド基台
の加速度に基づいて補正駆動信号を発生する補正信号発
生器と、該補正駆動信号に基づくフィードフォワード量
を、前記可動フィンガを駆動するフィンガ駆動増幅器の
入力信号に加算する加算器とを有する把持装置。1. A hand base, one movable finger and one fixed finger, or two movable fingers that are mounted on the hand base and grip an object, and a gripping force of the object by the movable fingers. a gripping force sensor that detects the gripping force, a gripping force control system that controls the gripping force with a feedback amount based on a signal from the gripping force sensor, and a correction signal generation that generates a correction drive signal based on the acceleration of the hand base. and an adder that adds a feedforward amount based on the corrected drive signal to an input signal of a finger drive amplifier that drives the movable finger.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10595291A JPH04336987A (en) | 1991-05-10 | 1991-05-10 | Gripping device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10595291A JPH04336987A (en) | 1991-05-10 | 1991-05-10 | Gripping device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04336987A true JPH04336987A (en) | 1992-11-25 |
Family
ID=14421170
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10595291A Pending JPH04336987A (en) | 1991-05-10 | 1991-05-10 | Gripping device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04336987A (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005206291A (en) * | 2004-01-21 | 2005-08-04 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | Holding device, holding power control device, and holding device driving device |
| JP2009066700A (en) * | 2007-09-12 | 2009-04-02 | Hiroshima Univ | Robot hand |
| JP2010253636A (en) * | 2009-04-27 | 2010-11-11 | Murata Machinery Ltd | Article holding device |
| JP2013195200A (en) * | 2012-03-19 | 2013-09-30 | Ishida Co Ltd | Mass measurement apparatus |
| WO2023089726A1 (en) * | 2021-11-18 | 2023-05-25 | 株式会社Fuji | Automated workpiece conveyor |
| WO2023148897A1 (en) * | 2022-02-03 | 2023-08-10 | 三菱電機株式会社 | Robot control device and robot control method |
-
1991
- 1991-05-10 JP JP10595291A patent/JPH04336987A/en active Pending
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