JPH065207B2 - 被把持物体の硬さ識別方法 - Google Patents
被把持物体の硬さ識別方法Info
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- JPH065207B2 JPH065207B2 JP63312081A JP31208188A JPH065207B2 JP H065207 B2 JPH065207 B2 JP H065207B2 JP 63312081 A JP63312081 A JP 63312081A JP 31208188 A JP31208188 A JP 31208188A JP H065207 B2 JPH065207 B2 JP H065207B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、被把持物体の硬さ識別方法に関し、詳しく
は、把持することによって圧覚の検出が可能な圧覚セン
サを装着したロボットハンドによる被把持物体の硬さ識
別方法に関する。
は、把持することによって圧覚の検出が可能な圧覚セン
サを装着したロボットハンドによる被把持物体の硬さ識
別方法に関する。
被把持物体の硬さを識別する方法として従来の場合、例
えば第7A図および第7B図に示すような把持検出装置によ
る方法が採用されてきた。これらの図において、101は
圧覚検出用のばね102を有するそれぞれ圧覚検出器、103
は圧覚検出器101のばね102を保持する把持面104に配設
された複数のユニットからなるそれぞれ触覚検出器であ
る。そこで、双方の圧覚検出器101の把持面104間に触覚
検出器103を介して被把持物体105を把持させた状態で両
側から力Ｆを加えることにより把持力Ｆ付加前の状態に
おける装置の全長L1と把持力Ｆ付加後の状態における装
置の全長L2とを比較し、下記の式(1)からHd1として被把
持物体105の硬さを識別することができる。
えば第7A図および第7B図に示すような把持検出装置によ
る方法が採用されてきた。これらの図において、101は
圧覚検出用のばね102を有するそれぞれ圧覚検出器、103
は圧覚検出器101のばね102を保持する把持面104に配設
された複数のユニットからなるそれぞれ触覚検出器であ
る。そこで、双方の圧覚検出器101の把持面104間に触覚
検出器103を介して被把持物体105を把持させた状態で両
側から力Ｆを加えることにより把持力Ｆ付加前の状態に
おける装置の全長L1と把持力Ｆ付加後の状態における装
置の全長L2とを比較し、下記の式(1)からHd1として被把
持物体105の硬さを識別することができる。
Hd1＝△Ｆ／△Ｌ……(1) 但しここで、△Ｌ＝L1−L2、また△Ｆは△Ｌだけ装置が
閉じられたときに触覚検出器103を介して検出された圧
力分布の積分和の変化量である。
閉じられたときに触覚検出器103を介して検出された圧
力分布の積分和の変化量である。
すなわち、△Ｌを一定に保つようにしたときに、被把持
物体105が柔らかければ、ばね102は大方変形せず、従っ
て、触覚検出器103にかかる圧力分布の積分和の変化量
△Ｆも小さいことから硬さHd1も低い値を示し、これと
は逆に被把持物体105が硬い場合はばね102がより大きく
変形すると共に△Ｆも大きくなり、硬さHd1は高い値を
示すことになる。
物体105が柔らかければ、ばね102は大方変形せず、従っ
て、触覚検出器103にかかる圧力分布の積分和の変化量
△Ｆも小さいことから硬さHd1も低い値を示し、これと
は逆に被把持物体105が硬い場合はばね102がより大きく
変形すると共に△Ｆも大きくなり、硬さHd1は高い値を
示すことになる。
しかしながら、上述したような硬さ識別方法は、△Ｆに
ついては触覚検出器103によって比較的簡単に検出でき
るから問題は生じないが、△Ｌについてはポテンシオメ
ータなどのエンコーダを把持検出装置自体に取付けてそ
の出力から演算する必要があり、そのような手段を必要
とするのみならず把持検出装置の組立時における遊びが
△Ｌ中に含まれていくことから硬さをHd1として精度良
く算出することが難しかった。
ついては触覚検出器103によって比較的簡単に検出でき
るから問題は生じないが、△Ｌについてはポテンシオメ
ータなどのエンコーダを把持検出装置自体に取付けてそ
の出力から演算する必要があり、そのような手段を必要
とするのみならず把持検出装置の組立時における遊びが
△Ｌ中に含まれていくことから硬さをHd1として精度良
く算出することが難しかった。
本発明の目的は、上述した従来の課題に着目し、その解
決を図るべく、触覚検出器のみによって正確に被把持物
体の硬さを識別することのできる被把持物体の硬さ識別
方法を提供することにある。
決を図るべく、触覚検出器のみによって正確に被把持物
体の硬さを識別することのできる被把持物体の硬さ識別
方法を提供することにある。
かかる目的を達成するために、本発明の第１の方法は、
被把持物体を互いに平行な二つの把持面の間に把持し、
把持面を介して被把持物体に鉛直方向の把持力を加え、
把持力に応じて被把持物体と把持面との間に発生する把
持面に沿った水平２方向の分力の合成力および鉛直方向
の分力を測定し、合成力と鉛直方向の分力との比に基づ
いて被把持物体の硬さを識別することとする。
被把持物体を互いに平行な二つの把持面の間に把持し、
把持面を介して被把持物体に鉛直方向の把持力を加え、
把持力に応じて被把持物体と把持面との間に発生する把
持面に沿った水平２方向の分力の合成力および鉛直方向
の分力を測定し、合成力と鉛直方向の分力との比に基づ
いて被把持物体の硬さを識別することとする。
更にまた、本発明の第２の方法は、被把持物体を互いに
平行な二つの把持面の間に把持し、把持面を介して被把
持物体に加える鉛直方向の把持力を変化させたときに、
被把持物体が把持面と接触する接触パターン面積の変化
値と、把持力の変化値とを求め、接触パターン面積の変
化値と把持力の変化値との比に基づいて、被把持物体の
硬さを識別することとする。
平行な二つの把持面の間に把持し、把持面を介して被把
持物体に加える鉛直方向の把持力を変化させたときに、
被把持物体が把持面と接触する接触パターン面積の変化
値と、把持力の変化値とを求め、接触パターン面積の変
化値と把持力の変化値との比に基づいて、被把持物体の
硬さを識別することとする。
本発明の第１の方法によれば、互いに平行な二つの把持
面間に被把持物体を把持し、把持面とは鉛直方向の把持
力を加えると、被把持物体が把持力とは直角の方向に変
形しようとすることによって把持面との間に把持面に沿
ったせん断応力が発生する。よって、これらのせん断応
力を把持面に沿った水平２方向の分力として検出すると
共に、把持力による鉛直方向の分力を検出し、上記水平
２方向の分力と合成力と鉛直方向の分力との比を演算し
て、その値をしきい値とすることにより被把持物体の硬
さを識別することができる。
面間に被把持物体を把持し、把持面とは鉛直方向の把持
力を加えると、被把持物体が把持力とは直角の方向に変
形しようとすることによって把持面との間に把持面に沿
ったせん断応力が発生する。よって、これらのせん断応
力を把持面に沿った水平２方向の分力として検出すると
共に、把持力による鉛直方向の分力を検出し、上記水平
２方向の分力と合成力と鉛直方向の分力との比を演算し
て、その値をしきい値とすることにより被把持物体の硬
さを識別することができる。
また、第２の方法によれば、その鉛直方向の把持力を変
化させたときに、被把持物体が把持面と接触する接触パ
ターンが変化するので、その変化の割合と、把持力の変
化の割合とからその間の比を求めて、その比の値をしき
い値と比較することにより、単に鉛直方向の圧力分布を
検出するだけで、被把持物体の硬さを識別することがで
きる。
化させたときに、被把持物体が把持面と接触する接触パ
ターンが変化するので、その変化の割合と、把持力の変
化の割合とからその間の比を求めて、その比の値をしき
い値と比較することにより、単に鉛直方向の圧力分布を
検出するだけで、被把持物体の硬さを識別することがで
きる。
以下に、図面に基づいて本発明を詳細に説明する。
まず、第１図は本発明の硬さ識別方法を実施するための
触覚検出器（以下で圧覚センサという）の一例を示す。
本例は、特開昭60-93932号公報に開示されているもので
あり、本例によれば被把持物体と接触したときに生じる
力を３方向のベクトルとして検出することができるの
で、本発明のようにせん断応力の分布を測定することに
よって、硬さを識別しようとする方法には好適な検出手
段といえる。
触覚検出器（以下で圧覚センサという）の一例を示す。
本例は、特開昭60-93932号公報に開示されているもので
あり、本例によれば被把持物体と接触したときに生じる
力を３方向のベクトルとして検出することができるの
で、本発明のようにせん断応力の分布を測定することに
よって、硬さを識別しようとする方法には好適な検出手
段といえる。
第１図において、１は不図示の把持面に装着される基板
であり、図示のような複数の平行溝２を有し、これらの
平行溝２に等間隔を置いて互いに対向させるようにして
立設された八角形状の感圧素子３が固定されている。４
はこれらの感圧素子３の立設側面に設けられた複数のス
トレンゲージ、５は対をなす感圧素子３の上部に固定さ
れた方形をなす受圧板であり、受圧板５を介して個々の
検出ユニット６に加えられた力を、図示のように３方向
の分力FX，FYおよびFZとして互いに干渉を受けることな
く、対をなす感圧素子３のストレンゲージ４を介して検
出することができる。
であり、図示のような複数の平行溝２を有し、これらの
平行溝２に等間隔を置いて互いに対向させるようにして
立設された八角形状の感圧素子３が固定されている。４
はこれらの感圧素子３の立設側面に設けられた複数のス
トレンゲージ、５は対をなす感圧素子３の上部に固定さ
れた方形をなす受圧板であり、受圧板５を介して個々の
検出ユニット６に加えられた力を、図示のように３方向
の分力FX，FYおよびFZとして互いに干渉を受けることな
く、対をなす感圧素子３のストレンゲージ４を介して検
出することができる。
第２図は第１図に示したような３分力検出型の触覚検出
器、すなわちここではｍ×ｎ個の検出ユニット６からな
る圧覚センサ10を有するロボットハンドを示し、11はそ
の圧覚センサ10が装着された指部、12は指部11と対向位
置に配置され、駆動部13によって指部11と相対的に上下
方向に駆動される指部、14は指部11と12との間に把持さ
れた検出対象の被把持物体である。また、15は駆動部13
を介して指部11および12を保持するリスト部、16は圧覚
センサ10からの検出信号を不図示の制御部に送出するた
めの信号線である。
器、すなわちここではｍ×ｎ個の検出ユニット６からな
る圧覚センサ10を有するロボットハンドを示し、11はそ
の圧覚センサ10が装着された指部、12は指部11と対向位
置に配置され、駆動部13によって指部11と相対的に上下
方向に駆動される指部、14は指部11と12との間に把持さ
れた検出対象の被把持物体である。また、15は駆動部13
を介して指部11および12を保持するリスト部、16は圧覚
センサ10からの検出信号を不図示の制御部に送出するた
めの信号線である。
そこでいま、このような指部11と12との間に被把持物体
14を把持し、そのときに上下方向に加えられる力をＦと
すると、同じ力Ｆであっても被把持物体14が硬い場合
は、第３図の(A)および(B)に示すように指部12と圧覚セ
ンサ10との接触面積A1は余り拡がらず、せん断応力τも
τ１と小さい。しかし、物体14が軟かい場合は、第３図
の(C)および(D)に示すように指部12と圧覚センサ10との
間の接触面積A2が拡がろうとし、せん断応力τがτ２で
示すように大きくなる。
14を把持し、そのときに上下方向に加えられる力をＦと
すると、同じ力Ｆであっても被把持物体14が硬い場合
は、第３図の(A)および(B)に示すように指部12と圧覚セ
ンサ10との接触面積A1は余り拡がらず、せん断応力τも
τ１と小さい。しかし、物体14が軟かい場合は、第３図
の(C)および(D)に示すように指部12と圧覚センサ10との
間の接触面積A2が拡がろうとし、せん断応力τがτ２で
示すように大きくなる。
本実施例は、上述したような被把持物体14の硬さHd2と
せん断応力τとの関係を利用して硬さを識別しようとす
るもので、いま、圧覚センサ10の各検出ユニット６（第
２図参照）から得られる水平方向の出力をTXおよびTYと
し、垂直方向の出力をTZとする。しかして、ｍ行ｎ列存
在する検出ユニットのうちｉ行ｊ列目からの上述の出力
をそれぞれTXij，TYij，TZijで表わす。
せん断応力τとの関係を利用して硬さを識別しようとす
るもので、いま、圧覚センサ10の各検出ユニット６（第
２図参照）から得られる水平方向の出力をTXおよびTYと
し、垂直方向の出力をTZとする。しかして、ｍ行ｎ列存
在する検出ユニットのうちｉ行ｊ列目からの上述の出力
をそれぞれTXij，TYij，TZijで表わす。
そうした場合、第３図に示した接触面積に発生するせん
断応力によって得られる水平方向の出力の和Ｔは、下記
の式(2)で表わすことができる。
断応力によって得られる水平方向の出力の和Ｔは、下記
の式(2)で表わすことができる。
但しここで、ｉは１〜ｍ、ｊは１〜ｎの整数である。
よって、識別する物体の硬さをHd2とすると、Hd2は、下
記の式(3)で表わすことができる。
記の式(3)で表わすことができる。
但し、ｉは１〜ｍ、ｊは１〜ｎの整数である。
すなわち、同じ垂直方向の出力に対して、物体14の硬さ
が硬い場合は式(3)の分子が小、軟かい場合は式(3)の分
子が大となることによって物体14の軟硬を識別すること
ができる。また、与える力Ｆが大きいほど発生するせん
断応力τも大きくなるので、硬さHd2を水平方向の出力
の和と垂直方向の出力の和との比で表わしている。
が硬い場合は式(3)の分子が小、軟かい場合は式(3)の分
子が大となることによって物体14の軟硬を識別すること
ができる。また、与える力Ｆが大きいほど発生するせん
断応力τも大きくなるので、硬さHd2を水平方向の出力
の和と垂直方向の出力の和との比で表わしている。
第４図は本発明を実施するための回路構成を示す。ここ
で、20は信号処理回路、30はミニコンピュータであり、
信号処理回路20は圧覚センサ10に供給したスキャニング
指令に基づいて各検出ユニット６から得られたデータを
取込み、温度補償や若干存在する非線形性の補償を行
う。また、ミニコンピュータ30では信号処理回路20にデ
ータ抽出指令を出して、それに基づいて送られてきたT
Xij，TYijおよびTZijにより式(3)に基づいて演算を行
い、被把持物体14の硬さを識別する。
で、20は信号処理回路、30はミニコンピュータであり、
信号処理回路20は圧覚センサ10に供給したスキャニング
指令に基づいて各検出ユニット６から得られたデータを
取込み、温度補償や若干存在する非線形性の補償を行
う。また、ミニコンピュータ30では信号処理回路20にデ
ータ抽出指令を出して、それに基づいて送られてきたT
Xij，TYijおよびTZijにより式(3)に基づいて演算を行
い、被把持物体14の硬さを識別する。
かくして、硬さを識別することにより、被把持物体14が
構成されている材料の種類を判断することが可能とな
る。なおその判定には硬さの外に大きさと重さとの関係
から求められる密度や表面の滑らかさ等の要素が加わる
が、説明を分り易くするために第５図に従って硬さに関
する識別動作の手順のみを説明することとする。
構成されている材料の種類を判断することが可能とな
る。なおその判定には硬さの外に大きさと重さとの関係
から求められる密度や表面の滑らかさ等の要素が加わる
が、説明を分り易くするために第５図に従って硬さに関
する識別動作の手順のみを説明することとする。
まず、ステップS1で指部11および12間に把持力Ｆを発生
させ、ステップS2でその把持力Ｆにより圧覚センサ10の
各検出ユニット６から検出された出力を信号処理回路20
を介してミニコンピュータ30に取込む。そして、ステッ
プS3で上述した式(3)に基づいて硬さHd2を演算し、次の
ステップS4でHd2が第１の比較値A1以下であるか否かを
判断する。ステップS4でHd2が第１の比較値A1以下でな
いとの判断があればステップS5に、更に、ステップS5で
Hd2が第１の比較値A1より大きく、さらに第２の比較値A
2よりも大きいとの判断であれば更にステップS6に進
む。一方、ステップS4でHd2が第１の比較値A1以下であ
るとの肯定の判断であればステップS7において、例えば
この硬さは金属の硬さであると識別される。同様にステ
ップS5で肯定の判断であればステップS8に、またステッ
プS6で肯定の判断であればステップS9に進んで、それぞ
れプラスチックの硬さ、あるいはスポンジの硬さといっ
たように硬さを識別する。なお、この場合、比較値A1〜
A3…については別途に実験等で各材料に関するデータか
ら求め、その上限値や下限値を設定すればよく、また、
これらの上限値や下限値は必らずしも連続的である必要
もない。
させ、ステップS2でその把持力Ｆにより圧覚センサ10の
各検出ユニット６から検出された出力を信号処理回路20
を介してミニコンピュータ30に取込む。そして、ステッ
プS3で上述した式(3)に基づいて硬さHd2を演算し、次の
ステップS4でHd2が第１の比較値A1以下であるか否かを
判断する。ステップS4でHd2が第１の比較値A1以下でな
いとの判断があればステップS5に、更に、ステップS5で
Hd2が第１の比較値A1より大きく、さらに第２の比較値A
2よりも大きいとの判断であれば更にステップS6に進
む。一方、ステップS4でHd2が第１の比較値A1以下であ
るとの肯定の判断であればステップS7において、例えば
この硬さは金属の硬さであると識別される。同様にステ
ップS5で肯定の判断であればステップS8に、またステッ
プS6で肯定の判断であればステップS9に進んで、それぞ
れプラスチックの硬さ、あるいはスポンジの硬さといっ
たように硬さを識別する。なお、この場合、比較値A1〜
A3…については別途に実験等で各材料に関するデータか
ら求め、その上限値や下限値を設定すればよく、また、
これらの上限値や下限値は必らずしも連続的である必要
もない。
なお、以上に述べた実施例では３分力検出型の圧覚セン
サを用いて被把持物体の鉛直方向に加えられる力の大き
さと圧覚センサに接触する面に発生するせん断力の大き
さとからその被把持物体の硬さを識別したが、それには
使用する検出器の種類が限定されるという点がある。そ
こで、次に述べる実施例では安価な半導体ストレンゲー
ジ型あるいは感圧導電ゴム型等の分布圧覚検出器によっ
てでも硬さの識別が可能な方法を提案する。
サを用いて被把持物体の鉛直方向に加えられる力の大き
さと圧覚センサに接触する面に発生するせん断力の大き
さとからその被把持物体の硬さを識別したが、それには
使用する検出器の種類が限定されるという点がある。そ
こで、次に述べる実施例では安価な半導体ストレンゲー
ジ型あるいは感圧導電ゴム型等の分布圧覚検出器によっ
てでも硬さの識別が可能な方法を提案する。
いま、上述したような分布圧覚検出器に向けて被把持物
体を押付けるようにしたときに、同じ力であっても被把
持物体が硬い場合は接触面積が拡がらず、被把持物体が
軟い場合は節所面積が拡がることは先にも述べた通りで
あるが、以下に述べる実施例ではこのような被把持物体
の硬さと接触面積との関係を利用して被把持物体の硬さ
を識別する。
体を押付けるようにしたときに、同じ力であっても被把
持物体が硬い場合は接触面積が拡がらず、被把持物体が
軟い場合は節所面積が拡がることは先にも述べた通りで
あるが、以下に述べる実施例ではこのような被把持物体
の硬さと接触面積との関係を利用して被把持物体の硬さ
を識別する。
使用する分布圧覚検出器がｍ×ｎ個の素子で構成され、
そのｉ行ｊ行の出力がTZijで表わされるものとし、更に
その出力TZijをしきい値εにより２値情報を変換したも
の（以下で接触パターン値という）をQijで表わす。す
なわち、 TZij≧εのとき、Qij＝１ TZij＜εのとき、Qij＝０ しかして時間的に連続して物体に力を加えるとして、あ
るタイムステップＫとこれに続くタイムステップ（Ｋ＋
１）とでTZijを求め、そのTZijに関してそれぞれのタイ
ムステップでの接触パターン値Qij(K)およびQij(K+1)を
求めておく。そうした場合、物体の硬さHd3を下記の式
(4)で求めることができる。
そのｉ行ｊ行の出力がTZijで表わされるものとし、更に
その出力TZijをしきい値εにより２値情報を変換したも
の（以下で接触パターン値という）をQijで表わす。す
なわち、 TZij≧εのとき、Qij＝１ TZij＜εのとき、Qij＝０ しかして時間的に連続して物体に力を加えるとして、あ
るタイムステップＫとこれに続くタイムステップ（Ｋ＋
１）とでTZijを求め、そのTZijに関してそれぞれのタイ
ムステップでの接触パターン値Qij(K)およびQij(K+1)を
求めておく。そうした場合、物体の硬さHd3を下記の式
(4)で求めることができる。
ここで、ｉは１〜ｍの整数、ｊは１〜ｎの整数を表わ
す。すなわち、同じ把持力Ｆの変化を与えても、硬い被
把持物体14の場合は、接触圧が発生する面積の増加が小
さいために、式(4)の分子が小さくなり、また、軟かけ
れば式(4)の分子が大きくなる。また、把持力の変化が
大きいほどそれに対応して接触圧発生面積すなわち、式
(4)の分子が大きくなるので、硬さHd3を接触パターン値
の変化値の和と把持力の変化に伴う出力の変化値の和と
の比で表わしている。
す。すなわち、同じ把持力Ｆの変化を与えても、硬い被
把持物体14の場合は、接触圧が発生する面積の増加が小
さいために、式(4)の分子が小さくなり、また、軟かけ
れば式(4)の分子が大きくなる。また、把持力の変化が
大きいほどそれに対応して接触圧発生面積すなわち、式
(4)の分子が大きくなるので、硬さHd3を接触パターン値
の変化値の和と把持力の変化に伴う出力の変化値の和と
の比で表わしている。
以下に、第６図を参照して硬さ識別方法の手順について
説明する。
説明する。
まずステップS1で指部11および12間に適当な把持力F1を
発生させ、ステップS2で各検出ユニット６から検出され
た出力を信号処理回路20を介してミニコンピュータ30に
取込む。そしてステップS3において、これらの出力T
Zij(K)と共に接触パターン値Qij(k)をメモリに格納し、
次のステップS4で把持力をF1からF2に変化させ、ステッ
プS5において、このときの出力を取込み、ステップS6で
これらの出力TZij(K+1)および接触パターン値QZij(K+1)
をメモリに格納する。
発生させ、ステップS2で各検出ユニット６から検出され
た出力を信号処理回路20を介してミニコンピュータ30に
取込む。そしてステップS3において、これらの出力T
Zij(K)と共に接触パターン値Qij(k)をメモリに格納し、
次のステップS4で把持力をF1からF2に変化させ、ステッ
プS5において、このときの出力を取込み、ステップS6で
これらの出力TZij(K+1)および接触パターン値QZij(K+1)
をメモリに格納する。
しかしてステップS7において、上述した式(4)に基づい
て硬さHd3を演算し、ステップS8，S9およびS10等で、段
階的にHd3が比較値A1以下であるか、比較値A1より大き
く比較値A2以下であるか、および比較値A2より大きく比
較値A3以下であるか等を判断し、ステップS8で肯定の場
合はステップS11に進んで金属の硬さであると識別、ス
テップS9で肯定の場合はステップS12に進んでプラスチ
ックの硬さであると識別、また、ステップS10で肯定の
場合はスポンジの硬さであるといったように識別する。
なお、この場合の比較値A1，A2，A3等は実験等によって
別途求めておくようにすればよい。
て硬さHd3を演算し、ステップS8，S9およびS10等で、段
階的にHd3が比較値A1以下であるか、比較値A1より大き
く比較値A2以下であるか、および比較値A2より大きく比
較値A3以下であるか等を判断し、ステップS8で肯定の場
合はステップS11に進んで金属の硬さであると識別、ス
テップS9で肯定の場合はステップS12に進んでプラスチ
ックの硬さであると識別、また、ステップS10で肯定の
場合はスポンジの硬さであるといったように識別する。
なお、この場合の比較値A1，A2，A3等は実験等によって
別途求めておくようにすればよい。
以上説明したように、本発明の第１の方法によれば、被
把持物体を互いに平行な二つの把持面間に把持し、被把
持物体に把持面とは直角の方向に把持力を加えたときに
被把持物体と把持面との間に発生する把持面に沿った２
方向の分力を合成力と、把持面とは直角の方向の分力と
の比の値の大小に基づいて被把持物体の硬さを識別する
ので、従来のように把持面間の変位量を検出する手段の
必要がなく、また、検出装置の遊び等による識別誤差も
発生しない。
把持物体を互いに平行な二つの把持面間に把持し、被把
持物体に把持面とは直角の方向に把持力を加えたときに
被把持物体と把持面との間に発生する把持面に沿った２
方向の分力を合成力と、把持面とは直角の方向の分力と
の比の値の大小に基づいて被把持物体の硬さを識別する
ので、従来のように把持面間の変位量を検出する手段の
必要がなく、また、検出装置の遊び等による識別誤差も
発生しない。
また、本発明の第２の方法によれば、被把持物体を互い
に平行な二つの把持面間に把持し、被把持物体に把持面
とは直角の方向に加える把持力を変化させたときに、被
把持物体が把持面と接触する接触パターン面積の変化
と、把持力の変化との比の値の大小に基づいて被把持物
の硬さを識別するので、上述した第１の手段による効果
に加えて、３方向の分力を検出する手段を必要とせず、
装置の簡素化を図ることができる。
に平行な二つの把持面間に把持し、被把持物体に把持面
とは直角の方向に加える把持力を変化させたときに、被
把持物体が把持面と接触する接触パターン面積の変化
と、把持力の変化との比の値の大小に基づいて被把持物
の硬さを識別するので、上述した第１の手段による効果
に加えて、３方向の分力を検出する手段を必要とせず、
装置の簡素化を図ることができる。
第１図は本発明を実施するためにロボットハンドに装着
される３分力検出圧型覚センサの構成の一例を示す斜視
図、 第２図は３分力検出型圧覚センサを装着したロボットハ
ンドの構成の一例を示す斜視図、 第３図は被把持物体の把持状態で接触面にせん断力が発
生する状態の２例を示す説明図、 第４図は本発明にかかる硬さ識別方法のための回路の構
成図、 第５図は本発明の第１の方法による硬さ識別動作の手順
を示す流れ図、 第６図は本発明の第２の方法による硬さ識別動作の手順
を示す流れ図、 第7A図および第7B図は従来の被把持物体の硬さ識別方法
の説明図である。 １…基板、 ３…感圧素子、 ４…ストレンゲージ、 ５…受圧板、 ６…検出ユニット、 10…圧覚センサ、 11，12…指部、 14…被把持物体、 A1，A2…接触面積、 τ１，τ２…せん断応力、 20…信号処理回路、 30…ミニコンピュータ。
される３分力検出圧型覚センサの構成の一例を示す斜視
図、 第２図は３分力検出型圧覚センサを装着したロボットハ
ンドの構成の一例を示す斜視図、 第３図は被把持物体の把持状態で接触面にせん断力が発
生する状態の２例を示す説明図、 第４図は本発明にかかる硬さ識別方法のための回路の構
成図、 第５図は本発明の第１の方法による硬さ識別動作の手順
を示す流れ図、 第６図は本発明の第２の方法による硬さ識別動作の手順
を示す流れ図、 第7A図および第7B図は従来の被把持物体の硬さ識別方法
の説明図である。 １…基板、 ３…感圧素子、 ４…ストレンゲージ、 ５…受圧板、 ６…検出ユニット、 10…圧覚センサ、 11，12…指部、 14…被把持物体、 A1，A2…接触面積、 τ１，τ２…せん断応力、 20…信号処理回路、 30…ミニコンピュータ。
Claims (2)
- 【請求項１】被把持物体を互いに平行な二つの把持面の
間に把持し、 該把持面を介して前記被把持物体に鉛直方向の把持力を
加え、 該把持力に応じて前記把持物体と前記把持面との間に発
生する前記把持面に沿った水平２方向の分力の合成力お
よび前記鉛直方向の分力を測定し、 前記合成力と前記鉛直方向の分力との比に基づいて前記
被把持物体の硬さを識別することを特徴とする被把持物
体の硬さ識別方法。 - 【請求項２】被把持物体を互いに平行な二つの把持面の
間に把持し、 該把持面を介して前記被把持物体に加える鉛直方向の把
持力を変化させたときに、前記被把持物体が前記把持面
と接触する接触パターン面積の変化値と、前記把持力の
変化値とを求め、 前記接触パターン面積の変化値と前記把持力の変化値と
の比に基づいて、前記被把持物体の硬さを識別すること
を特徴とする被把持物体の硬さ識別方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63312081A JPH065207B2 (ja) | 1988-12-12 | 1988-12-12 | 被把持物体の硬さ識別方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63312081A JPH065207B2 (ja) | 1988-12-12 | 1988-12-12 | 被把持物体の硬さ識別方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02157640A JPH02157640A (ja) | 1990-06-18 |
| JPH065207B2 true JPH065207B2 (ja) | 1994-01-19 |
Family
ID=18025009
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63312081A Expired - Lifetime JPH065207B2 (ja) | 1988-12-12 | 1988-12-12 | 被把持物体の硬さ識別方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH065207B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008139979A1 (ja) * | 2007-05-09 | 2008-11-20 | The University Of Tokyo | 剪断力検出装置及び物体把持システム |
-
1988
- 1988-12-12 JP JP63312081A patent/JPH065207B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008139979A1 (ja) * | 2007-05-09 | 2008-11-20 | The University Of Tokyo | 剪断力検出装置及び物体把持システム |
| JP2008281403A (ja) * | 2007-05-09 | 2008-11-20 | Univ Of Tokyo | 剪断力検出装置及び物体把持システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02157640A (ja) | 1990-06-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |