WO2021070439A1 - ロボット装置及びその制御方法 - Google Patents

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WO2021070439A1
WO2021070439A1 PCT/JP2020/027055 JP2020027055W WO2021070439A1 WO 2021070439 A1 WO2021070439 A1 WO 2021070439A1 JP 2020027055 W JP2020027055 W JP 2020027055W WO 2021070439 A1 WO2021070439 A1 WO 2021070439A1
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robot device
luggage
unit
loading
receiving surface
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康久 神川
寿光 甲斐
将也 木下
ウィリアム アレクサンドル コヌス
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ソニー株式会社
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    • G05B2219/40—Robotics, robotics mapping to robotics vision
    • G05B2219/40244—Walking manipulator with integrated stewart, parallel arm

Definitions

  • the technology disclosed in the present specification (hereinafter referred to as "the present disclosure”) relates to, for example, a robot device applied to the transportation of luggage and a control method thereof.
  • the road surface condition is not always constant unlike factories and warehouses.
  • the posture of the luggage is indefinite, so it is very difficult to grasp the luggage without using a multi-degree-of-freedom arm or the like.
  • a robot has been proposed in which a force is detected by an end effector at the tip of an arm and a robot that realizes a copy operation of the end effector by force control (see Patent Document 3).
  • Patent Document 3 a robot having 6 degrees of freedom capable of controlling the posture is required, and the weight of the arm becomes large, which makes it difficult to mount it on a small robot.
  • An object of the technology according to the present disclosure is to provide a robot device and a control method thereof that realize unloading or unloading of a load on a loading platform with a smaller degree of freedom.
  • the technology according to the present disclosure has been made in consideration of the above-mentioned problems, and the first aspect thereof is A loading section for loading luggage and The posture changing part that changes the posture of the loading part, and the posture changing part.
  • a moving part that moves the loading part and
  • a control unit that controls the operation of the posture changing unit and the moving unit, Equipped with The control unit force-controls the posture changing unit so that the loading unit imitates the load receiving surface. It is a robot device.
  • the robot device further includes a take-out unit that takes out the luggage placed on the luggage receiving surface and moves it to the loading portion. Further, the control unit force-controls the posture changing unit to make the loading unit imitate the luggage receiving surface, and then takes out the luggage loaded on the luggage receiving surface and moves the loading unit to the loading unit. The take-out unit is controlled.
  • the second aspect of the technology according to the present disclosure is It is a control method of a robot device including a loading unit for loading a load, a posture changing unit for changing the posture of the loading unit, and a moving unit for moving the loading unit.
  • a step of force-controlling the posture changing portion so that the loading portion imitates the luggage receiving surface The step of taking out the luggage placed on the luggage receiving surface and It is a control method of a robot device having.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a degree of freedom configuration of the robot device 100.
  • FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of an electric system of the robot device 100.
  • FIG. 3 is a diagram showing an external configuration (right side surface) of the robot device 100.
  • FIG. 4 is a view showing the external configuration (front) of the robot device 100.
  • FIG. 5 is a diagram showing an operation in which the robot device 100 loads a load.
  • FIG. 6 is a diagram showing an operation in which the robot device 100 loads a load.
  • FIG. 7 is a diagram showing an operation in which the robot device 100 loads a load.
  • FIG. 8 is a diagram showing an operation in which the robot device 100 loads a load.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a degree of freedom configuration of the robot device 100.
  • FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of an electric system of the robot device 100.
  • FIG. 3 is a diagram showing an external configuration (right side surface) of the
  • FIG. 9 is a flowchart showing an operation procedure when the robot device 100 loads the load onto the loading unit 101.
  • FIG. 10 is a diagram showing a dolly 1000 on which a plurality of luggages are placed.
  • FIG. 11 is a diagram showing a state in which the robot device 100 carries out the luggage stored in the trolley 1000.
  • FIG. 12 is a diagram showing a state in which the robot device 100 grips a load with a gripper 310.
  • FIG. 13 is a diagram showing a state in which the robot device 100 grips the gripper 310 and the load, and then scoops up the load and transfers it to the loading unit 101.
  • FIG. 10 is a diagram showing a dolly 1000 on which a plurality of luggages are placed.
  • FIG. 11 is a diagram showing a state in which the robot device 100 carries out the luggage stored in the trolley 1000.
  • FIG. 12 is a diagram showing a state in which the robot device 100 grips a load with a gripper 310.
  • FIG. 14 is a diagram showing a state in which the robot device 100 grips the gripper 310 and the load, and then scoops up the load and transfers it to the loading unit 101.
  • FIG. 15 is a diagram showing a state in which the robot device 100 grips the gripper 310 and the load, and then scoops up the load and transfers it to the loading unit 101.
  • FIG. 16 is a diagram showing an example of an external configuration of a robot device 100 provided with an elevating lift 1600.
  • FIG. 17 is a diagram showing an operation example of the robot device 100 provided with the elevating lift 1600.
  • FIG. 18 is a diagram showing an operation example of the robot device 100 provided with the elevating lift 1600.
  • FIG. 19 is a diagram showing an operation example of the robot device 100 provided with the elevating lift 1600.
  • FIG. 16 is a diagram showing an example of an external configuration of a robot device 100 provided with an elevating lift 1600.
  • FIG. 17 is a diagram showing an operation example of the robot device 100 provided with the elevating lift 1600.
  • FIG. 20 is a diagram showing an example of an external configuration of a robot device 100 provided with a protrusion 2000.
  • FIG. 21 is a diagram showing a state in which luggage is placed on the fork-shaped tray 2100.
  • FIG. 22 is a diagram showing an operation example of the robot device 100 provided with the protrusion 2000.
  • FIG. 23 is a diagram showing an example of an external configuration of the robot device 100 provided with the suction unit 2300.
  • FIG. 24 is a diagram showing an example of an external configuration of a robot device 100 to which a gripper 2401 is attached via a lift 2400 capable of raising and lowering.
  • FIG. 25 is a diagram showing an operation example of the robot device 100 shown in FIG. 24.
  • FIG. 26 is a diagram showing an operation example of the robot device 100 shown in FIG. 24.
  • FIG. 27 is a diagram showing an operation example of the robot device 100 shown in FIG. 24.
  • FIG. 28 is a diagram showing an example of an external configuration of a robot device 2800 using a wheel and a parallel link mechanism.
  • FIG. 29 is a diagram showing a modified example of the gait of the robot device 100 shown in FIG.
  • FIG. 30 is a diagram showing a configuration example of a robot device 3000 having a gripper 3001 on its front legs.
  • FIG. 31 is a diagram showing a modified example in which a plurality of robot devices cooperate to carry out one luggage 3100.
  • FIG. 32 is a diagram showing how the robot device 100 pulls out one load 3200 from a plurality of packages stacked separately.
  • FIG. 1 schematically shows an example of a degree of freedom configuration of a robot device 100 to which the technique according to the present disclosure is applied.
  • the illustrated robot device 100 is configured as a quadruped walking robot having four movable legs. That is, the robot device 100 includes a loading portion 101 corresponding to the body of the walking robot, and four movable legs 110, 120, 130, and 140 connected to the four corners of the loading portion 101, respectively.
  • the leg 110 is the left front leg (LF)
  • the leg 120 is the right front leg (RF)
  • the leg 130 is the left hind leg (LR)
  • the leg 140 is the right hind leg (RR).
  • the robot device 100 can walk by operating the legs 110, 120, 130, and 140 synchronously (while alternately switching between the stance and the swing leg). Then, the robot device 100 is supposed to carry the load loaded on the loading unit 101.
  • the robot device 100 is applied to the field of physical distribution, for example, transports a package from a final base to the time of delivery.
  • the leg 110 includes two links 111 and 112, and a joint portion 113 connecting between the link 111 and the link 112.
  • the other end (lower end) of the link 111 corresponds to the sole of the foot and is installed on the floor. Further, the upper end of the link 112 is attached to the loading portion 101 via the joint portion 114.
  • the joint portion 113 has a degree of freedom of rotation around the pitch axis, and the link 111 can be driven around the pitch axis with respect to the link 112 by an actuator (not shown) such as a pitch axis rotation motor.
  • the joint portion 114 has at least a degree of freedom of rotation around the pitch axis and the roll axis, and the link 112 is provided around the pitch axis and the roll axis with respect to the loading portion 101 by an actuator (not shown) such as a pitch axis rotation motor. Can be driven to.
  • the link 112 is also referred to as a first link
  • the link 111 is also referred to as a second link in the order of proximity to the loading portion 101.
  • the joint portion 114 corresponding to the hip or hip joint is referred to as the first joint
  • the joint portion 113 corresponding to the knee is also referred to as the second joint in the order of proximity to the loading portion 101.
  • the leg 120 includes two links 121 and 122 and a joint portion 123 connecting the link 121 and the link 122.
  • the other end (lower end) of the link 121 corresponds to the sole of the foot and is installed on the floor surface.
  • the upper end of the link 122 is attached to the loading portion 101 via the joint portion 124.
  • the joint portion 123 has a degree of freedom of rotation around the pitch axis, and the link 121 can be driven around the pitch axis with respect to the link 122 by an actuator (not shown) such as a pitch axis rotation motor.
  • the joint portion 124 has at least a degree of freedom of rotation around the pitch axis and the roll axis, and the link 122 is provided around the pitch axis and the roll axis with respect to the loading portion 101 by an actuator (not shown) such as a pitch axis rotation motor. Can be driven to.
  • the link 122 is also referred to as a first link
  • the link 121 is also referred to as a second link in the order of proximity to the loading portion 101.
  • the joint portion 124 corresponding to the hip or hip joint is referred to as the first joint
  • the joint portion 123 corresponding to the knee is referred to as the second joint in the order closer to the loading portion 101.
  • the leg 130 includes two links 131 and 132, and a joint portion 133 that connects the link 131 and the link 132.
  • the other end (lower end) of the link 131 corresponds to the sole of the foot and is installed on the floor.
  • the upper end of the link 132 is attached to the loading portion 101 via the joint portion 134.
  • the joint portion 133 has a degree of freedom of rotation around the pitch axis, and the link 131 can be driven around the pitch axis with respect to the link 132 by an actuator (not shown) such as a pitch axis rotation motor.
  • the joint portion 134 has at least a degree of freedom of rotation around the pitch axis and the roll axis, and the link 132 is provided around the pitch axis and the roll axis with respect to the loading portion 101 by an actuator (not shown) such as a pitch axis rotation motor. Can be driven to.
  • the link 132 is also referred to as a first link
  • the link 131 is also referred to as a second link in the order of proximity to the loading portion 101.
  • the joint portion 134 corresponding to the hip or hip joint is also referred to as the first joint
  • the joint portion 133 on the knee is also referred to as the second joint in the order of proximity to the loading portion 101.
  • the leg 140 includes two links 141 and 142 and a joint portion 143 connecting the link 141 and the link 142.
  • the other end (lower end) of the link 141 corresponds to the sole of the foot and is installed on the floor.
  • the upper end of the link 142 is attached to the loading portion 101 via the joint portion 144.
  • the joint portion 143 has a degree of freedom of rotation around the pitch axis, and the link 141 can be driven around the pitch axis with respect to the link 142 by an actuator (not shown) such as a pitch axis rotation motor.
  • the joint portion 144 has at least a degree of freedom of rotation around the pitch axis and the roll axis, and the link 142 is provided around the pitch axis and the roll axis with respect to the loading portion 101 by an actuator (not shown) such as a pitch axis rotation motor. Can be driven to.
  • the link 142 is also referred to as a first link
  • the link 141 is also referred to as a second link in the order of proximity to the loading portion 101.
  • the joint portion 144 corresponding to the hip or hip joint is also referred to as a first joint
  • the joint portion 143 on the knee is also referred to as a second joint in the order of proximity to the loading portion 101.
  • the movable legs 110, 120, 130, and 140 each have three degrees of freedom of rotation around the pitch axis of the first joint and three degrees of freedom of rotation around the roll and pitch axis of the second joint. Has a configuration with 12 degrees of freedom.
  • the robot device 100 shown in FIG. 1 is composed of four legs, it should be understood that the technique disclosed in the present specification can be applied even if the robot device 100 is equipped with two legs, three legs, or five or more legs. ..
  • the loading section 101 is equipped with a take-out section for scooping up the load placed on the shelf or the trolley and moving it to the loading section 101, a stopper for preventing the load from slipping off the loading section 101, and the like.
  • the illustration is omitted for the sake of simplicity.
  • the loading unit 101 may be equipped with a head equipped with a camera, a speaker, or the like, a work arm, or the like.
  • FIG. 2 shows a configuration example of the electrical system of the robot device 100.
  • CMOS Complementary Metal Oxide Semiconductor
  • CCD Charge Coupled Device
  • the external sensor unit 210 may further include other sensors.
  • the external sensor unit 210 includes a torque sensor that detects rotational torque acting on the first and second joints of the legs 110, 120, 130, and 140, an encoder that detects the joint angle, and legs 110, 120, and 130.
  • 140 includes a sole sensor that measures the floor reaction force acting on the sole.
  • Each sole sensor is composed of, for example, a 6DOF (Degree Of Freedom) force sensor or the like.
  • the external sensor unit 210 may include a sensor capable of measuring or estimating the direction and distance of a predetermined target such as a LIDAR (Laser Imaging Detection and Ringing), a TOF (Time OF Light) sensor, and a laser range sensor. Further, the external sensor unit 210 may include a GPS (Global Positioning System) sensor, an infrared sensor, a temperature sensor, a humidity sensor, an illuminance sensor, and the like.
  • GPS Global Positioning System
  • a speaker 221 and a display unit 222 are arranged at predetermined positions as output units.
  • the speaker 221 functions to output voice and provide voice guidance, for example.
  • the display unit 222 displays the state of the robot device 100 and the response to the user.
  • an internal sensor unit 233 including a main control unit 231, a battery 232, a battery sensor 233A, an acceleration sensor 233B, and the like, an external memory 234, and a communication unit 235 are arranged.
  • the cameras 211L and 211R of the external sensor unit 210 image the surrounding situation and send the obtained image signal S1A to the main control unit 231.
  • the microphone 212 collects voice input from the user and sends the obtained voice signal S1B to the main control unit 231.
  • the input voice given to the robot device 100 by the user includes a start word and various command voices (voice commands) such as "walk”, “turn right", “hurry”, and "stop".
  • voice commands voice commands
  • two or more microphones may be provided like the left and right ears to estimate the sound source direction.
  • the touch sensor 213 of 210 of the external sensor unit is laid, for example, on the mounting surface of the loading unit 101, detects the pressure received at the place where the load is loaded, and outputs the detection result to the pressure detection signal. It is sent to the main control unit 231 as S1C.
  • the battery sensor 233A of the internal sensor unit 233 detects the remaining energy of the battery 232 at predetermined intervals, and sends the detection result as the battery remaining amount detection signal S2A to the main control unit 231.
  • the acceleration sensor 233B detects accelerations in three axial directions (x (roll) axis, y (pitch) axis, and z (yaw) axis) at predetermined cycles for the movement of the robot device 100, and obtains the detection result. , Is sent to the main control unit 231 as an acceleration detection signal S2B.
  • the acceleration sensor 233B may be, for example, an IMU (Inertial Measurement Unit) equipped with a 3-axis gyro and a 3-direction acceleration sensor.
  • the IMU can be used to measure the angle and acceleration of the robot device 100 main body or the loading unit 101.
  • the external memory 234 stores programs, data, control parameters, etc., and supplies the programs and data to the memory 231A built in the main control unit 231 as needed. Further, the external memory 234 receives data and the like from the memory 231A and stores the data.
  • the external memory 234 may be configured as a cartridge-type memory card such as an SD card, and may be detachable from the robot device 100 main body (or the control unit 230).
  • the communication unit 235 performs data communication with the outside based on a communication method such as Wi-Fi (registered trademark) or LTE (Long Term Evolution). For example, a program such as an application executed by the main control unit 231 and data required for executing the program can be acquired from the outside via the communication unit 235.
  • a communication method such as Wi-Fi (registered trademark) or LTE (Long Term Evolution).
  • Wi-Fi registered trademark
  • LTE Long Term Evolution
  • the main control unit 231 has a built-in memory 231A.
  • the memory 231A stores programs and data, and the main control unit 231 performs various processes by executing the programs stored in the memory 231A. That is, the main control unit 231 collects the image signal S1A, the audio signal S1B, and the pressure detection signal S1C (hereinafter, these are collectively supplied) from the cameras 211L and 211R of the external sensor unit 210, the microphone 212, and the touch sensor 213, respectively.
  • the external sensor signal S1 and the battery remaining amount detection signal S2A and the acceleration detection signal S2B (hereinafter, these are collectively referred to as an internal sensor signal) supplied from the battery sensor 233A and the acceleration sensor 233B of the internal sensor unit 233, respectively.
  • S2 Based on (referred to as S2), the surrounding and internal conditions of the robot device 100, the presence or absence of a command from the user, or the presence or absence of an action from the user, etc. are determined.
  • Information on the weight and the position of the center of gravity of the robot device 100 may be stored in the memory 231A in advance.
  • the main control unit 231 determines the surrounding and internal conditions of the robot device 100, the command from the user, or the presence / absence of the action from the user, and the control program stored in advance in the internal memory 231A, or a control program thereof. Based on various control parameters stored in the external memory 234 loaded at the time, the action of the robot device 100 and the expression action to be activated for the user are determined, and a control command based on the decision result is generated. Then, it is sent to each sub-control unit 241, 242, ....
  • the sub-control units 241 and 242, ... are in charge of operating control of each subsystem in the robot device 100, and drive the subsystems based on the control commands supplied from the main control unit 231.
  • the movable legs 110, 120, 130, 140 described above, and the take-out unit (described above) for scooping up the load correspond to a subsystem, and are driven and controlled by the corresponding sub-control units 241, 242, 243, 244, and so on.
  • the sub-control units 241, 242, 243, 244, ... Perform drive control of the joint portions 113, 123, 133, 143 and drive control of the take-out portion.
  • the take-out unit performs an operation such as scooping up the luggage placed on the shelf or the trolley and moving it to the loading unit 101.
  • the load transfer operation robot device 100 is applied to the logistics field, and it is assumed that the load is transported in the last mile from the final base to the delivery destination, for example. Therefore, the robot device 100 autonomously performs an operation of scooping up the luggage placed on the shelf or the trolley, placing it on the loading unit 101, and then moving to the delivery destination at the final base.
  • the robot device 100 may have to be placed on an installation surface inclined from the horizontal to scoop up a load having an indefinite posture.
  • the arm requires a large number of degrees of freedom, so that the weight of the arm becomes large and it becomes difficult to miniaturize the robot.
  • the type of arm that grips luggage with a gripper using frictional force grips with a large grip when taking out heavy objects but in the case of luggage packed in a soft box such as corrugated cardboard, the gripper There is a risk of crushing the box with the gripping force of.
  • the load is scooped up and the load is moved onto the load section 101.
  • the surface on which the luggage is placed is, for example, a shelf or a trolley on which the luggage is loaded.
  • the loading unit 101 can be made to imitate the surface on which the load is placed. Since the loading section 101 for loading the load has already imitated the surface on which the load is placed, such as a shelf or a trolley, the gripper is pulled into the loading section 101 to move the load to the loading section 101 relatively easily. be able to.
  • FIGS. 3 and 4 show the external configuration of the robot device 100 according to the present disclosure. However, FIG. 3 shows a view from the right side, and FIG. 4 shows a view from the front. In FIGS. 3 and 4, the corresponding components in FIG. 1 are given the same reference numbers, and thus detailed description of these components will be omitted.
  • the fuselage unit 300 contains circuit components such as a control unit 230 and sub-control units 241, 242, 243, 244, and the like.
  • the front leg 110 is connected to the body portion 300 by a first joint 114 corresponding to a shoulder joint or a hip joint, and the front leg 120 is also connected to the body portion 300 by a first joint 124.
  • the hind legs 130 and the hind legs 140 are also connected to the body portion 300 by the first joints 134 and 144, respectively.
  • the upper surface of the body portion 300 constitutes a loading portion 101 on which luggage is placed.
  • a gripper 310 is arranged in front of the loading portion 101.
  • the gripper 310 includes a pair of claws 311 and 312, and the claws 311 and 312 can open and close in parallel to grip an object.
  • the gripper 310 is used to scoop up a load placed on a shelf or a trolley and move it to the loading unit 101.
  • a stopper 320 for preventing the cargo from slipping down is provided near the rear end of the loading portion 101.
  • the gripper 310 has only an opening / closing degree of freedom and a degree of freedom for moving in the front-rear direction, and no other degree of freedom is required.
  • the degree of freedom of movement of the gripper 310 is in a direction parallel to the loading surface of the loading unit 101.
  • a large gripping force is not required even when taking out a heavy object. For example, a cardboard box or precision packaging containing luggage can be gently pulled out or placed without being crushed by the gripping force of a gripper.
  • FIGS. 3 and 4 illustrate the cameras 211L and 211R (described above) that function as the left and right "eyes" of the robot device 100 are not shown in FIGS. 3 and 4, they are attached so that the front of the robot device 100 is in the line-of-sight direction. Is preferable.
  • FIG. 3 illustrates the viewing angles of the cameras 211L and 211R.
  • a lidar or TOF sensor other than the camera may be used to detect the luggage and the shelves or shelves on which the luggage is placed.
  • 5 to 8 show an operation in which the robot device 100 loads a load onto the loading unit 101 using a gripper.
  • the robot device 100 searches for a load to be transported based on the images taken by the cameras 211L and 211R, and the detection results of the LIDAR and TOF sensors.
  • the luggage 500 placed on the shelf 501 is the target of transportation.
  • the robot device 100 approaches the luggage 500 and roughly detects the inclination of the luggage receiving surface of the shelf 501 on which the luggage 500 is placed by image recognition of the captured images of the cameras 211L and 211R. To do. Then, the robot device 100 determines the rotation direction of the posture of the body portion 300 for making the loading portion 101 imitate the luggage receiving surface after the gripper 310 integrally attached to the body portion 300 and the luggage receiving surface come into contact with each other. After making a decision and formulating an orbital plan for the gripper 310, the planned orbit is executed. In the examples shown in FIGS.
  • the posture of the body portion 300 is force-controlled so that the loading portion 101 imitates the luggage receiving surface.
  • the robot device 100 uses the legs 110, 120, 130, and 140 to control the posture of the body portion 300, and based on the whole body force control, the contact point position between the gripper 310 and the luggage receiving surface (that is, the luggage receiving surface). The position where the contact force is applied from the surface) can be estimated.
  • the posture of the body portion 300 is controlled so that the contact point position moves near the center of the contact surface between the gripper 310 and the luggage receiving surface, and when the contact point position enters the vicinity of the center of the contact surface, It is determined that the body portion 300 imitates the luggage receiving surface.
  • the external force F b and the moment M b acting on the base point of the body portion 300 can be obtained from the whole body force control of the robot device 100.
  • the base point of the body portion 300 referred to here is the root portion of the gripper 310 attached to the body portion 300.
  • the robot device 100 Based on the dynamics (F b , M b ) of the base point of the body portion 300, the robot device 100 has a contact force F c that the gripper 310 receives from the load receiving surface at the contact point position x between the gripper 310 and the load receiving surface. Can be estimated.
  • the distance from the base point of the body portion 300 to the contact point is defined as the contact point position x.
  • Let x 1 be the contact point position x where the gripper 310 first contacts the load receiving surface.
  • the robot device 100 drives the legs 110, 120, 130, and 140 until the contact force F c reaches a predetermined set value F1.
  • the contact force F c is equal to the external force F b acting on the base point, and the contact point position x holds the following equation (1).
  • the posture of the body portion 300 is continuously controlled so as to rotate according to the trajectory plan while maintaining the contact force F c at a predetermined set value F1
  • the posture of the body portion 300 is as shown in FIG.
  • the loading portion 101) on the upper surface of the portion 300 begins to imitate the luggage receiving surface.
  • the contact point position x between the gripper 310 and the luggage receiving surface begins to fluctuate.
  • the contact point position x at which the gripper 310 first contacts the luggage receiving surface is defined as x 1
  • the contact point position x 2 between the tip of the gripper 310 and the luggage receiving surface.
  • the contact point position x 2 is the contact point position where the gripper 310 finally contacts the load receiving surface, and can be said to be a contact point position that does not imitate the load receiving surface. Then, for example, with (x 1 + x 2 ) / 2 as a threshold value, when the contact point position reaches this threshold value, the contact point position has entered the vicinity of the center of the contact surface, and the body portion 300 or the loading portion 101 is substantially. It is judged that the baggage receiving surface is completely imitated.
  • the body portion 300 or the loading portion 101 almost completely imitates the luggage receiving surface. Therefore, the robot device 100 closes the two claws 311 and 312 of the gripper 310 until they come into contact with the load, and grips the load 500. Then, as shown in FIG. 8, the luggage 500 can be moved to the loading portion 101 by pulling the gripper 310 toward the main body of the robot device 100 while maintaining the gripped state of the luggage 500.
  • the robot device 100 pulls the load gripped by the gripper 310 to the body portion 300, so that the center of gravity of the weight of the entire robot device 100 including the load moves to the vicinity of the center of the support polygon, so that the posture is stabilized and the robot device 100 falls. The risk is low.
  • the gripper 310 may be provided with a belt conveyor or a linear motion mechanism for pulling in the luggage 500.
  • the gripper 310 has only the degree of freedom of opening and closing and the degree of freedom of moving in the front-rear direction, and other degrees of freedom are unnecessary. Further, since the work of transferring the load from the load receiving surface to the loading unit 101 is performed in a state of imitating the surface on which the load is placed, a large gripping force is not required even when taking out a heavy object. For example, a cardboard box or precision packaging containing luggage can be gently pulled out or placed without being crushed by the gripping force of a gripper.
  • FIG. 9 shows the operation procedure when the robot device 100 loads the load onto the loading unit 101 in the form of a flowchart.
  • the main control unit 231 in the control unit 230 sends a control command to each sub control unit 241, 242, 243, 244, ... Based on the sensor information input from the external sensor unit 210. Realized in form.
  • the robot device roughly detects the inclination of the luggage receiving surface of the shelf 501 on which the luggage 500 is placed based on the image recognition of the captured images of the cameras 211L and 211R (step S901). See, for example, FIG.
  • the robot device 100 is a body portion 300 for making the loading portion 101 imitate the luggage receiving surface after the gripper 310 integrally attached to the body portion 300 and the luggage receiving surface come into contact with each other.
  • the rotation direction of the posture is determined, and the trajectory plan of the gripper 310 is formulated (step S902).
  • the robot device 100 executes the trajectory plan (step S903). See, for example, FIG.
  • the robot device 100 acts on the base point of the body portion 300 while rotating the posture of the body portion 300 according to the formulated trajectory plan (see, for example, FIG. 6) in a state where the gripper 310 and the load receiving surface are in contact with each other.
  • the external force F b and the moment M b to be generated are obtained based on the whole body force control of the robot device 100.
  • the robot device 100 receives a contact force F that the gripper 310 receives from the load receiving surface at the contact point position x between the gripper 310 and the load receiving surface based on the dynamics (F b , M b ) of the base point of the body portion 300. Estimate c.
  • the robot device 100 continues to rotate the posture of the body portion 300 until the contact force F c reaches a predetermined set value F1 (step S904).
  • step S902 The posture of the body portion 300 is rotated in the direction of rotation of the determined trajectory plan of the body portion 300 (step S905). See, for example, FIG.
  • the contact point position x between the gripper 310 and the luggage receiving surface begins to fluctuate. Then, the robot device 100 determines that the body portion 300 or the loading portion 101 almost completely imitates the load receiving surface when the contact point position enters the contact surface near the center (step S906). See, for example, FIG.
  • the robot device 100 closes until the two claws 311 and 312 of the gripper 310 come into contact with the load, and grips the load 500 (step S907).
  • the gripper 310 is pulled in the direction of the robot device 100 main body while maintaining the gripped state of the luggage 500, so that the luggage 500 is moved to the loading portion 101 (step S908).
  • the robot device 100 is equipped with a gripper 310 that can control the posture of the body portion 300 by controlling the whole body force and has an opening / closing degree of freedom and a movement degree of freedom in the front-rear direction. If so, it is enough to load the luggage. Further, since the work of transferring the load from the load receiving surface to the loading unit 101 is performed in a state of imitating the surface on which the load is placed, a large gripping force is not required even when taking out a heavy object. For example, a cardboard box or precision packaging containing luggage can be gently pulled out or placed without being crushed by the gripping force of a gripper.
  • the robot device 100 carries out a load placed on a shelf.
  • the robot device 100 can carry out not only the shelves but also the luggage placed on various luggage receiving surfaces.
  • the robot device 100 operates as shown in FIG.
  • the load unit 101 is made to imitate the load receiving surface through the rough detection of the load receiving surface on which the target load is placed and the force control of the body portion 300 by the whole body force control, and the gripper 310 grips it relatively small.
  • the load can be gripped by force and moved from the trolley 1000 to the loading section 101.
  • the trolley 1000 is a trolley for carrying and moving luggage, and has casters at the four corners of the bottom surface.
  • FIG. 11 shows how the robot device 100 carries out the luggage stored in the trolley 1000.
  • a state in which the robot device 100 accesses the luggage from the side surface of the trolley 1000 is shown. It is also assumed that the robot device 100 carries out the work of carrying out the load from the trolley 1000 on a sloped road surface.
  • FIG. 12 shows a state in which the target luggage is gripped by the gripper 310. As shown in FIG. 12, it is also assumed that the luggage receiving surface is inclined in the opening / closing direction of the gripper 310.
  • the robot device 100 searches for luggage to be carried out from a plurality of luggage stored in the trolley 1000 based on the images taken by the cameras 211L and 211R and the detection results of the LIDAR and TOF sensors.
  • the robot device 100 determines the rotation direction of the posture of the body portion 300 for making the loading unit 101 imitate the load receiving surface.
  • the robot device 100 estimates the external force F b and the moment M b acting on the base point of the body portion 300 based on the whole body force control, and the contact that the gripper 310 receives from the luggage receiving surface.
  • the posture of the body portion 300 is continuously controlled while keeping the force F c at a predetermined set value F1.
  • the robot device 100 detects that the contact point between the gripper 310 and the luggage receiving surface has entered the vicinity of the center of the contact surface, it determines that the body portion 300 or the loading portion 101 almost completely imitates the luggage receiving surface.
  • the gripper 310 grips the load.
  • a free leg such as a front leg 110 or 120 may be used to suppress the casters so that the carriage 1000 does not slip off.
  • 13 to 15 show a state in which the gripper 310 and the luggage are grasped, and then the luggage is scooped up and transferred to the loading unit 101.
  • the luggage can be lifted from the luggage receiving surface by driving the legs 110, 120, 130, and 140 so that the body portion 300 is in an inclined posture.
  • the robot device 100 takes out the load from the carriage 1000 by driving the legs 110, 120, 130, and 140 so as to retreat from the carriage 1000 while maintaining the inclination of the body portion 300.
  • the claws 311 and 312 of the gripper 310 have an L-shaped cross section. Therefore, when the gripper 310 is closed and the luggage is gripped, the tips of the claws 311 and 312 are inserted between the bottom surface of the luggage and the luggage receiving surface (that is, under the target luggage) to lift the luggage from the luggage receiving surface. be able to. At that time, the gripper 310 only needs to lightly grip the load. Further, after the luggage is taken out from the carriage 1000, the body portion 300 and the gripper 310 can be greatly tilted to the rear of the robot device 100 by greatly bending the hind legs 130 and 140 as shown in FIG.
  • the load lightly gripped by the gripper 310 slides down the inclined surface formed by the L-shaped tips of the claws 311 and 312 and moves to the loading portion 101. Further, since the stopper 320 is provided on the rear end edge of the loading portion 101, the load that has slipped down from the gripper 310 does not further fall from the rear end of the loading portion 101.
  • the gripper 310 may be provided with a belt conveyor or a linear motion mechanism for drawing the load onto the loading surface.
  • FIG. 16 shows an external configuration example of the robot device 100 provided with an elevating lift 1600 instead of the gripper as a take-out unit for taking out the cargo placed on the cargo receiving surface.
  • the lift 1600 is arranged on the front surface portion of the body portion 300 of the robot device 100.
  • the lift 1600 has an L-shaped fork and is suitable for unloading luggage installed on the floor.
  • the floor on which the luggage is placed is used as the luggage receiving surface, and the robot device 100 can scoop up and carry out the luggage placed on the floor according to the same operation procedure as the flowchart shown in FIG. ..
  • the robot device 100 first roughly detects the floor surface by image recognition using a camera or the like, determines the rotation direction of the posture of the body portion 300 after the fork portion of the lift 1600 comes into contact with the floor surface, and lifts the lift. Develop a 1600 orbital plan.
  • the robot device 100 executes the trajectory plan, and when the fork portion of the lift 1600 comes into contact with the floor surface, the external force F b and the moment M b acting on the base point of the body portion 300 obtained from the whole body force control of the robot device 100. Based on, the contact force F c that the lift 1600 receives from the floor surface is estimated.
  • the robot device 100 rotates the posture of the body portion 300 by driving the legs 110, 120, 130, and 140 until the contact force F c from the floor surface reaches a predetermined set value F1. Further, the robot device 100 rotates the posture of the body portion 300 so that the contact force F c maintains a predetermined set value F1, and the contact point between the fork portion of the lift 1600 and the floor surface is the fork portion of the lift 1600. When entering the vicinity of the center of the contact surface, it is determined that the fork portion of the lift 1600 imitates the floor surface as the luggage receiving surface.
  • the robot device 100 walks toward the target load using the legs 110, 120, 130, and 140, and moves the fork portion of the lift 1600 to the bottom surface and the floor of the load. Insert it between the surface.
  • the robot device 100 scoops up the load at the fork portion by raising the elevating lift 1600.
  • the fuselage portion 300 and the gripper 310 are moved to the rear of the robot device 100 by greatly bending the hind legs 130 and 140. Tilt greatly to.
  • the lifted load slides down from the fork portion of the lift 1600 and moves to the loading section 101.
  • the stopper 320 is provided on the rear end edge of the loading portion 101, the load that has slipped down from the gripper 310 does not further fall from the rear end of the loading portion 101.
  • a belt conveyor or a linear motion mechanism may be provided for pulling the load onto the loading surface.
  • FIG. 20 shows an external configuration example of the robot device 100 provided with a protrusion 2000 that appears and disappears from the upper surface of the body portion 300 as a take-out portion for taking out the luggage placed on the luggage receiving surface.
  • the robot device 100 shown in FIG. 20 is designed on the assumption that a load loaded on a fork-shaped tray 2100 as shown in FIG. 21 is taken out from the tray 2100 and transported.
  • FIG. 21 shows a fork-shaped tray 2100 on which luggage is placed as viewed from above.
  • the fork-shaped tray 2100 supports the side edges of the load with two teeth of the fork.
  • the robot device 100 shown in FIG. 20 is in a state in which the luggage 2101 is lifted from the tray 2100 by sneaking under the fork-shaped tray 2100 and raising the protrusion 2000 from the upper surface of the body portion 300 directly under the target luggage 2101. Then, the luggage 2101 can be carried out from the tray 2100 by advancing in the direction of the opening portion of the fork by the walking motion.
  • FIG. 22 shows a state in which the robot device 100 raises the protrusion 2000 from the lower side of the tray 2100 and pushes up the luggage 2101.
  • the back surface of the tray 2100 on which the luggage 2101 is placed is used as the luggage receiving surface, and the robot device 100 loads the luggage placed on the fork-shaped tray 2100 according to the same operation procedure as the flowchart shown in FIG. It can be lifted and carried out. It is also assumed that the tray 2100 is tilted from the horizontal as shown in the example shown in FIG.
  • the robot device 100 roughly detects the back surface of the tray 2100 by image recognition using a camera or the like, and the posture of the body portion 300 after the loading portion 101 on the upper surface of the body portion 300 comes into contact with the back surface of the tray 2100.
  • the rotation direction is determined, and the trajectory plan of the fuselage portion 300 is formulated.
  • the robot device 100 executes the trajectory plan, and when the loading unit 101 comes into contact with the back surface of the tray 2100, the external force F b and the moment M b acting on the base point of the body unit 300 obtained from the whole body force control of the robot device 100.
  • the contact force F c received by the loading unit 101 from the back surface of the tray 2100 is estimated based on the above.
  • the robot device 100 rotates the posture of the body portion 300 by driving the legs 110, 120, 130, and 140 until the contact force F c from the back surface of the tray 2100 reaches a predetermined set value F1. Furthermore, the robot apparatus 100, the contact force F c rotates the posture of the body portion 300 so as to maintain a predetermined set value F1, the contact point between the rear surface of the loading portion 101 and the tray 2100 is near the center of the loading section 101 Upon entering, it is determined that the loading unit 101 imitates the back surface of the tray 2100 as the luggage receiving surface.
  • the robot device 100 lifts the luggage 2101 from the tray 2100 by raising the protrusion 2000. Then, the robot device 100 walks toward the opening portion of the fork using the legs 110, 120, 130, and 140 while keeping the luggage 2101 lifted, and carries out the luggage 2101 from the tray 2100. After escaping from the tray 2100, the robot device 100 lowers the protrusion 2000 so that the luggage 2101 is loaded on the loading portion 101.
  • FIG. 23 shows an example of an external configuration of a robot device 100 provided with a suction portion 2300 arranged in front of the body portion 300 as a take-out portion for taking out a load placed on a shelf or the like.
  • the robot device 100 according to this modification is designed on the assumption that the wall surface of the target luggage 2301 is attracted by air pressure or the like, lifted, taken out from a shelf or the like, and transported. ..
  • the robot device 100 shown in FIG. 23 advances toward the luggage 2301 placed on the shelf or the trolley, and brings the suction portion 2300 into contact with the suction portion 2300 so as to imitate the wall surface of the luggage 2301, thereby sucking the luggage 2301 with high accuracy. can do.
  • the robot device 100 can lift and carry out the luggage 2301 according to the same operation procedure as the flowchart shown in FIG. It is also assumed that the luggage 3301 is tilted from the horizontal as shown in the example shown in FIG.
  • the robot device 100 roughly detects the wall surface of the luggage 2301 by image recognition using a camera or the like, and determines the rotation direction of the posture of the body portion 300 after the suction port of the suction portion 2300 comes into contact with the wall surface of the luggage 2301. Determine and formulate an orbital plan for the suction unit 2300.
  • the robot device 100 executes the trajectory plan, and when the suction port of the suction unit 2300 comes into contact with the wall surface of the luggage 2301, the external force F b and the external force F b acting on the base point of the body unit 300 obtained from the whole body force control of the robot device 100 and Based on the moment M b , the contact force F c received by the suction unit 2300 from the wall surface of the load 2301 is estimated.
  • the robot device 100 rotates the posture of the body portion 300 by driving the legs 110, 120, 130, and 140 until the contact force F c from the wall surface of the luggage 2301 reaches a predetermined set value F1. Further, the robot device 100 rotates the posture of the body portion 300 so that the contact force F c maintains a predetermined set value F1, and the contact point between the suction port of the suction portion 2300 and the wall surface of the luggage 2301 is the suction portion 2300. When entering the vicinity of the center of the contact surface of the suction port, it is determined that the suction port of the suction portion 2300 imitates the wall surface of the luggage 2301.
  • the robot device 100 attracts the luggage 2301 by the suction unit 2300 by air pressure or the like, and retreats from the shelf or the trolley on which the luggage 2301 is placed by the walking operation using the legs 110, 120, 130, 140. Move to the destination of the luggage.
  • Modification example (4) 5 to 8 and 11 to 15 show the configuration and operation of the robot device 100 provided with a gripper attached to the body portion 300 as a take-out portion for taking out the luggage placed on the luggage receiving surface. ..
  • the gripper is fixed to the body portion 300, the height of the gripper when each leg 110, 120, 130, 140 is bent and the gripper height when each leg 110, 120, 130, 140 is straightened. Luggage can only be taken out within the height range.
  • a gripper 2401 is attached to the body portion 300 via a lift 2400 capable of raising and lowering. Therefore, the robot device 100 can grasp and take out a load having a height within the operating range of the lift 2400 with the gripper 2401. In this modified example as well, the robot device 100 can scoop up and carry out the luggage placed on a high shelf or the like according to the same operation procedure as the flowchart shown in FIG.
  • the robot device 100 roughly detects the luggage receiving surface by image recognition using a camera or the like, and the height of the lift 2400 for accessing the luggage receiving surface and the body portion after the gripper 2401 comes into contact with the luggage receiving surface.
  • the rotation direction of the posture of the 300 is determined, and the trajectory plan of the fuselage portion 300 including the elevating motion of the lift 2400 is formulated.
  • the robot device 100 executes the formulated trajectory plan to move the lift 2400 up and down as shown in FIG. 25, and brings the gripper 2401 closer to the load on the load receiving surface by the walking motion.
  • the gripper 2401 receives contact from the luggage receiving surface based on the external force F b and the moment M b acting on the base point of the body portion 300 obtained from the whole body force control of the robot device 100. Estimate the force F c.
  • the robot device 100 rotates the posture of the body portion 300 by driving the legs 110, 120, 130, and 140 until the contact force F c from the load receiving surface reaches a predetermined set value F1. Further, the robot device 100 rotates the posture of the body portion 300 so that the contact force F c maintains a predetermined set value F1, and the contact point between the gripper 2401 and the luggage receiving surface is near the center of the contact surface of the gripper 2401. Upon entering, it is determined that the gripper 2401 imitates the floor surface as the luggage receiving surface.
  • the robot device 100 can lift the luggage from the luggage receiving surface by closing the gripper 2401 to grip the luggage and raising the lift 2400 a little further.
  • the robot device 100 lowers the lift 2400 as shown in FIG. 26 after retreating from the shelf or the like on which the luggage is placed due to the walking motion, and raises the gripper 2401 to the same height as the loading portion 101 on the upper surface of the body portion 300. Align with the shelves.
  • the robot device 100 greatly tilts the body portion 300 and the gripper 310 to the rear of the robot device 100 by bending the hind legs 130 and 140 significantly. Then, the lifted load slides down from the gripper 2401 and moves to the loading section 101.
  • the gripper 2401 may be provided with a belt conveyor or a linear motion mechanism for drawing the load onto the loading surface.
  • the robot device 2800 shown in FIG. 28 is configured to move using the wheels 2801 and change the posture of the loading unit 101 using the parallel link 2802.
  • a gripper is used for taking out the luggage, but of course, a gripper with a fork-shaped lift, a protrusion, or a lift lift can also be applied.
  • the luggage placed on various luggage receiving surfaces can be scooped up and carried out according to the same operation procedure as the flowchart shown in FIG.
  • the parallel link is composed of a plurality of link mechanisms arranged in parallel to support the output end (corresponding to the loading unit 101 in the example shown in FIG. 28), and outputs by simultaneously controlling the drive of each link mechanism. You can decide the movement of the edge.
  • the parallel link mechanism has a feature that the operation range is relatively wide and high-speed and high-precision operation control is possible.
  • Patent Document 4 For details of the parallel link mechanism, refer to, for example, Patent Document 4.
  • FIG. 29 shows a modified example of the robot device 100 shown in FIG. 5 and the like regarding the gait when gripping a load.
  • the robot device 100 may modify the forefoot to the gait of the legs 110 and 120 protruding forward as much as possible.
  • the gaits of the legs 110 and 120 before modification are shown by dotted lines.
  • FIG. 30 shows a configuration example of the robot device 3000 provided with the gripper 3001 on the forefoot.
  • the legs play a role of taking out luggage in addition to moving and changing posture.
  • the robot device 3000 can scoop up and carry out the luggage according to the same operation procedure as the flowchart shown in FIG. 9 by making the gripper 3001 at the toes imitate the floor surface as the luggage receiving surface.
  • the robot device 3000 first roughly detects the floor surface as the luggage receiving surface by image recognition using a camera or the like, and determines the rotation direction of the posture of the body portion after the gripper 3001 at the toes comes into contact with the luggage receiving surface. Make a decision and formulate a trajectory plan for the fuselage. The robot device 3000 executes the formulated trajectory plan and brings the gripper 3001 closer to the luggage 3002 on the floor by the movement of the legs. Then, when the gripper 3001 comes into contact with the luggage receiving surface, the contact force received by the gripper 3001 from the luggage receiving surface is based on the external force F b and the moment M b acting on the base point of the body portion obtained from the whole body force control of the robot device 3000. Estimate F c.
  • the robot device 3000 rotates the posture of the body portion by driving each leg until the contact force F c from the floor surface reaches a predetermined set value F1. Furthermore, the robotic device 3000, the contact force F c rotates the body portion or the toe posture so as to maintain a predetermined set value F1, the gripper 3001 with the center of the contact surface of the contact points gripper 3001 with the floor surface Upon entering the vicinity, it is determined that the gripper 3001 imitates the floor surface. Then, the robot device 3000 can lift the luggage 3002 from the floor surface by closing the gripper 3001 to grip the luggage and raising the toes.
  • the robot device 3000 utilizes the attitude control of the body portion and the degree of freedom of the legs to make the gripper 3001 at the toes imitate the luggage receiving surface, grip the luggage 3002, and further move the luggage to the body portion.
  • the range in which luggage can be pulled out is expanded.
  • the robot device 3000 can directly pull up the luggage 3002 placed on the floor if it has a space for loading the luggage in the front, the rear, or the lower part of the body portion.
  • FIG. 31 shows a modified example in which a plurality of robot devices (in the illustrated example, the robot device 3101 and the robot device 3102) cooperate to carry out one load 3100.
  • a large-capacity luggage 3100 straddles the two robot devices 3101 and 3102. Can be stacked stably. Further, even if the luggage 3100 is too heavy to be carried by one unit, it can be transported by using the two robot devices 3101 and 3102.
  • FIG. 32 shows how the robot device 100 shown in FIG. 5 and the like pulls out one load 3200 from a plurality of packages stacked separately.
  • the robot device 100 imitates the body portion 300 or the loading portion 101 on the upper surface of the luggage 3201 directly below the luggage 3200, so that the luggage 3200 is loaded according to the same operation procedure as the flowchart shown in FIG. It can be scooped up and carried out.
  • the robot device 100 roughly detects the luggage receiving surface by image recognition using a camera or the like, determines the rotation direction of the posture of the body portion 300 after the gripper 310 comes into contact with the luggage receiving surface, and determines the rotation direction of the body portion 300. Formulate 300 orbital plans.
  • the luggage receiving surface referred to here is the upper surface of the luggage 3201 directly below the luggage 3200.
  • the robot device 100 executes the formulated trajectory plan and brings the gripper 310 closer to the luggage receiving surface on the luggage receiving surface by the walking motion. Then, when the gripper 2401 comes into contact with the luggage receiving surface, the gripper 310 receives contact from the luggage receiving surface based on the external force F b and the moment M b acting on the base point of the body portion 300 obtained from the whole body force control of the robot device 100. Estimate the force F c.
  • the robot device 100 rotates the posture of the body portion 300 by driving the legs 110, 120, 130, and 140 until the contact force F c from the load receiving surface reaches a predetermined set value F1. Further, the robot device 100 rotates the posture of the body portion 300 so that the contact force F c maintains a predetermined set value F1, and the contact point between the gripper 310 and the load receiving surface is near the center of the contact surface of the gripper 310. Upon entering, it is determined that the gripper 310 imitates the floor surface as the luggage receiving surface.
  • the robot device 100 closes the gripper 310, grips the luggage 3200, and lifts the luggage 3200 from the luggage receiving surface. Next, the robot device 100 retreats from the place where the luggage 3200 was piled up in a walking motion, and then bends the hind legs 130 and 140 significantly to move the body portion 300 and the gripper 310 to the rear of the robot device 100. Tilt a lot. Then, the lifted load slides down from the gripper 310 and moves to the loading section 101. Further, since the stopper 320 is provided on the rear end edge of the loading portion 101, the luggage 3200 that has slipped down from the gripper 310 does not further fall from the rear end of the loading portion 101.
  • All of the robot devices described so far are basically equipped with a take-out part such as a gripper in front of the robot device (or the body part) to pull the load into the loading part on the upper surface of the body part. It is a structure.
  • a space for accommodating luggage is provided at the rear or lower part of the body portion, and the robot device is configured so as to draw the luggage into the space so that the posture of the bottom surface of the body portion follows the floor surface. It is also possible.
  • the robot device can individually take out the target luggage from a shelf or a trolley on which one or more luggage is placed. (2) Since the robot device can take out the load from the load receiving surface without using the arm with multiple degrees of freedom, the device cost can be reduced and a small and lightweight robot device can be configured. (3) Even in an uncertain situation where the inclination of the luggage receiving surface is unknown or the accuracy of the bottom surface of the luggage is insufficient, the robot device imitates the loading part to the luggage receiving surface by whole body force control. This will ensure that your luggage can be scooped up. (4) The robot device uses full-body force control to imitate the load section on the load receiving surface, so that the load can be pulled out quietly without crushing the load or precision package packed in a soft box such as cardboard with a small gripping force.
  • the robot device pulls the load gripped by the gripper or the like to the body, and the center of gravity of the weight of the entire robot device including the load moves to the vicinity of the center of the supporting polygon, so that the posture is stabilized and the robot device falls. The risk is low.
  • the robot device Since the robot device is lifted from under the luggage, no additional gripper or pull-in mechanism is required, and the structure for taking out the luggage from the luggage receiving surface can be simplified.
  • the robot device can reliably adsorb the wall surface of the luggage by combining it with an adsorbing portion having an adsorbing action by air pressure or the like.
  • the robot device can easily pull out the load regardless of whether the load receiving surface is high or low by attaching a gripper via a lift capable of raising and lowering.
  • the robot device moves the toes of the front legs forward when gripping the load, and expands the support polygon forward, so that the position of the center of gravity including the load shifts forward even if the position of the center of gravity including the load shifts forward. The risk of falling can be reduced.
  • the robot device can directly pull up the load placed on the floor if it is provided with a space for loading the load in the front, the rear, or the lower part of the body portion.
  • the robot device If the robot device is provided with a take-out portion such as a gripper at the toes of the legs, the toes can be made to imitate the luggage receiving surface to grip the luggage, and the luggage can be further moved to the body portion. This expands the range in which luggage can be pulled out. (12) By imitating each body posture of a plurality of robot devices by whole body force control, it is possible to stably carry a large load while cooperating. (13) The robot device can reliably scoop up the baggage by imitating the upper surface of the baggage directly under the target baggage from the baggage piled up separately.
  • a take-out portion such as a gripper at the toes of the legs
  • a wheel-type mobile device including an autonomous vehicle
  • a parallel link in which a plurality of mechanisms are arranged in parallel and the final output destination is a loading platform. May be good.
  • the technology according to the present disclosure can also have the following configuration.
  • the posture changing portion is composed of a plurality of link structures that support the loading portion.
  • the posture changing portion and the moving portion are composed of a plurality of movable legs.
  • the robot device according to any one of (1) and (2) above.
  • the posture changing portion is composed of a parallel link, and the moving portion is composed of wheels.
  • the robot device according to any one of (1) and (2) above.
  • the control unit force-controls the posture changing unit to make the loading unit imitate the luggage receiving surface, and then takes out the luggage placed on the luggage receiving surface and moves it to the loading unit.
  • the robot device To control the take-out unit, The robot device according to (5) above.
  • the control unit estimates the contact point position between the take-out unit and the luggage receiving surface based on the force control for changing the posture of the attitude change unit, and the contact point position is the take-out unit and the take-out unit.
  • the attitude control of the loading unit is performed by the attitude changing unit so as to move to the vicinity of the center of the contact surface with the luggage receiving surface, and when the contact point position enters the vicinity of the center of the contact surface, the loading unit moves. It is determined that the baggage receiving surface is imitated.
  • the robot device according to (6) above.
  • the take-out portion includes at least one of an opening / closing gripper, an elevating lift, and an opening / closing gripper attached to the elevating lift.
  • the robot device according to any one of (5) to (7) above.
  • the take-out portion includes a protrusion that appears and disappears from the loading portion.
  • the control unit force-controls the posture changing unit to make the loading unit imitate the luggage receiving surface, and then projects the protrusion from the opening provided in the luggage receiving surface to scoop up the luggage. Control, The robot device according to (5) above.
  • the take-out part includes a suction part, and includes a suction part. After force-controlling the posture changing portion to make the suction portion imitate the wall surface of the luggage, the suction portion sucks the wall surface of the luggage and controls the suction portion to take out the luggage from the luggage receiving surface.
  • the robot device according to (5) above.
  • the take-out portion includes an elevating lift and an opening / closing gripper attached to the lift.
  • the control unit controls the posture changing unit or the moving unit so that the support polygon expands in the direction of the load when the load is taken out by the take-out unit.
  • the robot device according to any one of (5) to (11) above.
  • the moving portion is provided with movable legs and has movable legs.
  • the take-out portion includes a gripper attached to the toe of the movable leg.
  • the control unit controls the movable leg so as to force-control the gripper at the tip of the leg to imitate the floor surface and then grip the load placed on the floor surface with the gripper.
  • control unit force-controls the posture changing unit to make the loading unit imitate the upper surface of the load directly under the specific load, and then takes out the specific load and moves it to the loading section. Control the take-out part, The robot device according to (5) above.
  • a control method for a robot device including a loading unit for loading a load, a posture changing unit for changing the posture of the loading unit, and a moving unit for moving the loading unit.
  • a step of force-controlling the posture changing portion so that the loading portion imitates the luggage receiving surface The step of taking out the luggage placed on the luggage receiving surface and A method of controlling a robot device having.
  • External sensor unit 211L, 211R ... Camera 212 ... Microphone, 213 ... Touch sensor 221 ... Speaker, 222 ... Display unit 230 ... Control unit, 231 ... Main control unit, 232 ... Battery 233 ... Internal sensor unit 233A ... Battery sensor , 233B ... Accelerometer 234 ... External memory 235 ... Communication unit 241, 242, 243, 244, ... Sub control unit 300 ... Body, 310 ... Gripper, 311, 312 ... Claw 320 ... Stopper 1000 ... Cart, 1600 ... Lift , 2100 ... Fork type tray 2300 ... Suction part, 2400 ... Lifting lift, 2401 ... Gripper 2800 ... Robot device, 2801 ... Wheel, 2802 ... Parallel link 3101, 3102 ... Robot device

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Abstract

荷台への荷物の荷降ろし又は荷揚げをより少ない自由度で実現するロボット装置を提供する。　ロボット装置は、荷物を載せる積載部と、前記積載部の姿勢を変更する姿勢変更部と、前記積載部を移動させる移動部と、前記荷物受面に載せられた荷物を取り出して前記積載部に移動させる取り出し部と、前記姿勢変更部及び移動部の動作を制御する制御部を具備する。前記制御部は、前記姿勢変更部を力制御して前記積載部を前記荷物受面に倣わせた後に、前記荷物受面に載せられた荷物を取り出して前記積載部に移動させるように前記取り出し部を制御する。

Description

ロボット装置及びその制御方法
　本明細書で開示（以下、「本開示」とする）する技術は、例えば荷物の搬送に適用されるロボット装置及びその制御方法に関する。
　例えば物流分野において、荷物の搬送に適用される移動ロボットの導入が進められている。この種の移動ロボットには、例えば、棚や台車に載せられた荷物を取り出して配送する自律動作を実現することが期待される。
　アームを使って荷物の取り出しを行う搬送ロボットについて提案がなされている（例えば、特許文献１及び２を参照のこと）。しかしながら、小型のアームでは重量物の持ち上げや荷降ろしが非常に困難である。また、重量物の取り出しを考慮して高出力のアームを用いると、アームが大型化するとともにコストが増大する。また、荷物をグリッパで摩擦力を利用して把持するタイプのアームは、重量物の取り出しの際には大きな把持力で把持するが、段ボールのような柔らかい箱に梱包された荷物の場合、グリッパの把持力で箱を押し潰してしまうおそれもある。
　また、物流のラストワンマイルは、屋外環境を含むため、工場や倉庫などとは相違して路面状況が一定とは限らない。水平から傾斜した設置面に荷物が置かれている場合、荷物の姿勢が不定であるから、多自由度アームなどを用いなければ荷物を掴むことが非常に難しい。例えば、アーム先端のエンドエフェクタで力検出し、力制御によりエンドエフェクタの倣い動作を実現するロボットについて提案がなされている（特許文献３を参照のこと）。しかしながら、このような倣い動作を行うには、姿勢制御が可能な６自由度のアームが必要となり、アーム重量が大きくなるため、小型のロボットに搭載することが困難になる。
特開２０１５－１７８１４１号公報 特開２００８－２３６３９号公報 特開２０１５－２０８８３６号公報 特公平４－４５３１０号公報
　本開示に係る技術の目的は、荷台への荷物の荷降ろし又は荷揚げをより少ない自由度で実現するロボット装置及びその制御方法を提供することにある。
　本開示に係る技術は、上記課題を参酌してなされたものであり、その第１の側面は、
　荷物を載せる積載部と、
　前記積載部の姿勢を変更する姿勢変更部と、
　前記積載部を移動させる移動部と、
　前記姿勢変更部及び移動部の動作を制御する制御部と、
を具備し、
　前記制御部は、前記積載部が荷物受面に倣うように前記姿勢変更部を力制御する、
ロボット装置である。
　第１の側面に係るロボット装置は、前記荷物受面に載せられた荷物を取り出して前記積載部に移動させる取り出し部をさらに備える。また、前記制御部は、前記姿勢変更部を力制御して前記積載部を前記荷物受面に倣わせた後に、前記荷物受面に載せられた荷物を取り出して前記積載部に移動させるように前記取り出し部を制御する。
　また、本開示に係る技術の第２の側面は、
　荷物を載せる積載部と、前記積載部の姿勢を変更する姿勢変更部と、前記積載部を移動させる移動部を備えたロボット装置の制御方法であって、
　前記積載部が荷物受面に倣うように前記姿勢変更部を力制御するステップと、
　前記荷物受面に載せられた荷物を取り出すステップと、
を有するロボット装置の制御方法である。
　本開示に係る技術によれば、力制御により荷台の姿勢を倣い制御して、荷物の荷降ろし又は荷揚げをより少ない自由度で実現するロボット装置及びその制御方法を提供することができる。
　なお、本明細書に記載された効果は、あくまでも例示であり、本開示に係る技術によりもたらされる効果はこれに限定されるものではない。また、本開示に係る技術が、上記の効果以外に、さらに付加的な効果を奏する場合もある。
　本開示に係る技術のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。
図１は、ロボット装置１００の自由度構成例を示した図である。 図２は、ロボット装置１００の電気系統の構成例を示した図である。 図３は、ロボット装置１００の外観構成（右側面）を示した図である。 図４は、ロボット装置１００の外観構成（正面）示した図である。 図５は、ロボット装置１００が荷物を積み込む動作を示した図である。 図６は、ロボット装置１００が荷物を積み込む動作を示した図である。 図７は、ロボット装置１００が荷物を積み込む動作を示した図である。 図８は、ロボット装置１００が荷物を積み込む動作を示した図である。 図９は、ロボット装置１００が荷物を積載部１０１に積み込む際の動作手順を示したフローチャートである。 図１０は、複数の荷物を載せた台車１０００を示した図である。 図１１は、ロボット装置１００が台車１０００に収納された荷物を搬出する様子を示した図である。 図１２は、ロボット装置１００が荷物をグリッパ３１０で把持する様子を示した図である。 図１３は、ロボット装置１００がグリッパ３１０と荷物を把持した後に、荷物をすくい上げて積載部１０１に移し替える様子を示した図である。 図１４は、ロボット装置１００がグリッパ３１０と荷物を把持した後に、荷物をすくい上げて積載部１０１に移し替える様子を示した図である。 図１５は、ロボット装置１００がグリッパ３１０と荷物を把持した後に、荷物をすくい上げて積載部１０１に移し替える様子を示した図である。 図１６は、昇降式のリフト１６００を備えたロボット装置１００の外観構成例を示した図である。 図１７は、昇降式のリフト１６００を備えたロボット装置１００の動作例を示した図である。 図１８は、昇降式のリフト１６００を備えたロボット装置１００の動作例を示した図である。 図１９は、昇降式のリフト１６００を備えたロボット装置１００の動作例を示した図である。 図２０は、突起部２０００を備えたロボット装置１００の外観構成例を示した図である。 図２１は、フォーク形のトレイ２１００に荷物を載せた様子を示した図である。 図２２は、突起部２０００を備えたロボット装置１００の動作例を示した図である。 図２３は、吸着部２３００を備えたロボット装置１００の外観構成例を示した図である。 図２４は、昇降動作が可能なリフト２４００を介してグリッパ２４０１を取り付けたロボット装置１００の外観構成例を示した図である。 図２５は、図２４に示したロボット装置１００の動作例を示した図である。 図２６は、図２４に示したロボット装置１００の動作例を示した図である。 図２７は、図２４に示したロボット装置１００の動作例を示した図である。 図２８は、車輪とパラレルリンク機構を用いたロボット装置２８００の外観構成例を示した図である。 図２９は、図５に示したロボット装置１００の歩容の関する変形例を示した図である。 図３０は、前足にグリッパ３００１を備えたロボット装置３０００の構成例を示した図である。 図３１は、複数台のロボット装置が協働して１つの荷物３１００を搬出している変形例を示した図である。 図３２は、ロボット装置１００がバラ積みされた複数の荷物の中から１つの荷物３２００を引き出す様子を示した図である。
　以下、図面を参照しながら本開示に係る技術の実施形態について詳細に説明する。
Ａ．装置構成
　図１には、本開示に係る技術が適用されるロボット装置１００の自由度構成例を模式的に示している。図示のロボット装置１００は、４本の可動脚を備えた４足歩行ロボットとして構成される。すなわち、ロボット装置１００は、歩行ロボットの胴体に相当する積載部１０１と、積載部１０１の四隅にそれぞれ連結された４本の可動脚１１０、１２０、１３０、１４０を備えている。ここで、脚１１０は左前脚（ＬＦ）、脚１２０は右前脚（ＲＦ）、脚１３０は左後足（ＬＲ）、脚１４０は右後足（ＲＲ）とする。ロボット装置１００は、脚１１０、１２０、１３０、１４０を同期的に動作させて（立脚と遊脚を交互に切り替えながら）、歩行することができる。そして、ロボット装置１００は、積載部１０１に載せた荷物を搬送することを想定している。ロボット装置１００は、物流分野に適用され、例えば最終拠点から配送時までの荷物の搬送を行う。
　脚１１０は、２本のリンク１１１及び１１２と、リンク１１１とリンク１１２間を接続する関節部１１３を備えている。リンク１１１の他端（下端）は足底に相当し、床面に設置している。また、リンク１１２の上端は、関節部１１４を介して積載部１０１に取り付けられている。関節部１１３は、ピッチ軸回りの回転自由度を有し、ピッチ軸回転モータなどのアクチュエータ（図示しない）によって、リンク１１２に対してリンク１１１をピッチ軸回りに駆動させることができる。また、関節部１１４は、少なくともピッチ軸及びロール軸回りの回転自由度を有し、ピッチ軸回転モータなどのアクチュエータ（図示しない）によって、積載部１０１に対してリンク１１２をピッチ軸及びロール軸回りに駆動させることができる。なお、積載部１０１に近い順に、リンク１１２を第１リンク、リンク１１１を第２リンクとも呼ぶことにする。また、積載部１０１に近い順に、尻又は股関節に相当する関節部１１４を第１関節、膝に相当する関節部１１３を第２関節とも呼ぶことにする。
　また、脚１２０は、２本のリンク１２１及び１２２と、リンク１２１とリンク１２２間を接続する関節部１２３を備えている。リンク１２１の他端（下端）は足底に相当し、床面に設置している。また、リンク１２２の上端は、関節部１２４を介して積載部１０１に取り付けられている。関節部１２３は、ピッチ軸回りの回転自由度を有し、ピッチ軸回転モータなどのアクチュエータ（図示しない）によって、リンク１２２に対してリンク１２１をピッチ軸回りに駆動させることができる。また、関節部１２４は、少なくともピッチ軸及びロール軸回りの回転自由度を有し、ピッチ軸回転モータなどのアクチュエータ（図示しない）によって、積載部１０１に対してリンク１２２をピッチ軸及びロール軸回りに駆動させることができる。なお、積載部１０１に近い順に、リンク１２２を第１リンク、リンク１２１を第２リンクとも呼ぶことにする。また、積載部１０１に近い順に、尻又は股関節に相当する関節部１２４を第１関節、膝に相当する関節部１２３を第２関節とも呼ぶことにする。
　また、脚１３０は、２本のリンク１３１及び１３２と、リンク１３１とリンク１３２間を接続する関節部１３３を備えている。リンク１３１の他端（下端）は足底に相当し、床面に設置している。また、リンク１３２の上端は、関節部１３４を介して積載部１０１に取り付けられている。関節部１３３は、ピッチ軸回りの回転自由度を有し、ピッチ軸回転モータなどのアクチュエータ（図示しない）によって、リンク１３２に対してリンク１３１をピッチ軸回りに駆動させることができる。また、関節部１３４は、少なくともピッチ軸及びロール軸回りの回転自由度を有し、ピッチ軸回転モータなどのアクチュエータ（図示しない）によって、積載部１０１に対してリンク１３２をピッチ軸及びロール軸回りに駆動させることができる。なお、積載部１０１に近い順に、リンク１３２を第１リンク、リンク１３１を第２リンクとも呼ぶことにする。また、積載部１０１に近い順に、尻又は股関節に相当する関節部１３４を第１関節、膝に関節部１３３を第２関節とも呼ぶことにする。
　また、脚１４０は、２本のリンク１４１及び１４２と、リンク１４１とリンク１４２間を接続する関節部１４３を備えている。リンク１４１の他端（下端）は足底に相当し、床面に設置している。また、リンク１４２の上端は、関節部１４４を介して積載部１０１に取り付けられている。関節部１４３は、ピッチ軸回りの回転自由度を有し、ピッチ軸回転モータなどのアクチュエータ（図示しない）によって、リンク１４２に対してリンク１４１をピッチ軸回りに駆動させることができる。また、関節部１４４は、少なくともピッチ軸及びロール軸回りの回転自由度を有し、ピッチ軸回転モータなどのアクチュエータ（図示しない）によって、積載部１０１に対してリンク１４２をピッチ軸及びロール軸回りに駆動させることができる。なお、積載部１０１に近い順に、リンク１４２を第１リンク、リンク１４１を第２リンクとも呼ぶことにする。また、積載部１０１に近い順に、尻又は股関節に相当する関節部１４４を第１関節、膝に関節部１４３を第２関節とも呼ぶことにする。
　可動脚１１０、１２０、１３０、１４０はそれぞれ、第１関節のピッチ軸回りの回転自由度と第２関節のロール及びピッチ軸回りに回転自由度の３自由度を備えており、ロボット装置１００全体では１２自由度を持つ構成となっている。図１に示すロボット装置１００は４脚で構成されるが、２脚又は３脚、あるいは５脚以上を装備していても、本明細書で開示する技術を適用可能であることを理解されたい。
　なお、積載部１０１には、棚や台車に載せられた荷物をすくい上げて積載部１０１に移動させる取り出し部や、荷物が積載部１０１から滑り落ちないようにするストッパなどが装備されるが、図１では簡素化のため図示を省略している。また、積載部１０１には、カメラやスピーカなどを備えた頭部や、作業用のアームなども装備されていてもよい。
　図２には、ロボット装置１００の電気系統の構成例を示している。
　ロボット装置１００は、外部センサ部２１０として、ロボット装置１００の左右の「目」として機能するカメラ２１１Ｌ及び２１１Ｒ、「耳」として機能するマイクロホン２１２、並びにタッチセンサ２１３などがそれぞれ所定位置に配設されている。カメラ２１１Ｌ及び２１１Ｒには、例えばＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ　Ｍｅｔａｌ　Ｏｘｉｄｅ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）やＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）などの撮像素子で構成されるカメラが用いられる。
　なお、図示を省略するが、外部センサ部２１０は、その他のセンサをさらに含んでいてもよい。例えば、外部センサ部２１０は、各脚１１０、１２０、１３０、１４０の第１関節及び第２関節に作用する回転トルクを検出するトルクセンサ並びに関節角度を検出するエンコーダ、各脚１１０、１２０、１３０、１４０の足底に作用する床反力などを計測する足底センサなどを含んでいる。各足底センサは、例えば６ＤＯＦ（Ｄｅｇｒｅｅ　Ｏｆ　Ｆｒｅｅｄｏｍ）の力センサなどで構成される。
　また、外部センサ部２１０は、ＬＩＤＡＲ（Ｌａｓｅｒ　Ｉｍａｇｉｎｇ　Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｒａｎｇｉｎｇ）、ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ　ＯＦ　Ｆｌｉｇｈｔ）センサ、レーザーレンジセンサといった所定のターゲットの方向並びに距離を測定又は推定可能なセンサを備えていてもよい。また、外部センサ部２１０は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）センサや、赤外線センサ、温度センサ、湿度センサ、照度センサなどを含んでいてもよい。
　また、ロボット装置１００は、出力部としてスピーカ２２１や表示部２２２などが、それぞれ所定位置に配設されている。スピーカ２２１は、音声を出力して、例えば音声ガイダンスを行う機能する。また、表示部２２２には、ロボット装置１００の状態や、ユーザに対する応答を表示する。
　制御ユニット２３０内には、メイン制御部２３１と、バッテリ２３２と、バッテリセンサ２３３Ａ及び加速度センサ２３３Ｂなどからなる内部センサ部２３３と、外部メモリ２３４と、通信部２３５が配設されている。
　外部センサ部２１０のカメラ２１１Ｌ及び２１１Ｒは、周囲の状況を撮像し、得られた画像信号Ｓ１Ａを、メイン制御部２３１に送出する。マイクロホン２１２は、ユーザから音声入力を集音し、得られた音声信号Ｓ１Ｂを、メイン制御部２３１にそれぞれ送出する。ユーザからロボット装置１００に与えられる入力音声には、起動ワードや、「歩け」、「右へ曲がれ」、「急げ」、「止まれ」などの各種命令音声（音声コマンド）なども含まれる。なお、図２では１個のマイクロホン８２しか描いていないが、左右の耳のように、２個以上のマイクロホンを備えて、音源方向を推定するようにしてもよい。
　また、外部センサ部の２１０のタッチセンサ２１３は、例えば積載部１０１の載置面に敷設されており、荷物が載せられた場所で受けた圧力を検出して、その検出結果を、圧力検出信号Ｓ１Ｃとしてメイン制御部２３１に送出する。
　内部センサ部２３３のバッテリセンサ２３３Ａは、所定の周期毎にバッテリ２３２のエネルギ残量を検出して、検出結果をバッテリ残量検出信号Ｓ２Ａとして、メイン制御部２３１に送出する。
　加速度センサ２３３Ｂは、ロボット装置１００の移動について、所定の周期毎に３軸方向（ｘ（ロール）軸、ｙ（ピッチ）軸及びｚ（ヨー）軸）の加速度を検出して、その検出結果を、加速度検出信号Ｓ２Ｂとして、メイン制御部２３１に送出する。加速度センサ２３３Ｂは、例えば、３軸のジャイロ及び３方向の加速度センサなどを搭載したＩＭＵ（Ｉｎｅｒｔｉａｌ　Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　Ｕｎｉｔ）であってもよい。ＩＭＵを用いて、ロボット装置１００本体又は積載部１０１の角度や加速度を計測することができる。
　外部メモリ２３４は、プログラムやデータ、及び制御パラメータなどを記憶しており、そのプログラムやデータを必要に応じてメイン制御部２３１に内蔵されるメモリ２３１Ａに供給する。また、外部メモリ２３４は、データなどをメモリ２３１Ａから受け取り、記憶する。なお、外部メモリ２３４は、例えばＳＤカードのようなカートリッジ式のメモリカードとして構成され、ロボット装置１００本体（若しくは、制御ユニット２３０）から着脱可能であってもよい。
　通信部２３５は、例えばＷｉ－Ｆｉ（登録商標）やＬＴＥ（Ｌｏｎｇ　Ｔｅｒｍ　Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）などの通信方式に基づいて外部とデータ通信を行う。例えば、メイン制御部２３１で実行するアプリケーションなどのプログラムや、プログラムの実行に必要となるデータを、通信部２３５を介して外部から取得することができる。
　メイン制御部２３１は、メモリ２３１Ａを内蔵している。メモリ２３１Ａは、プログラムやデータを記憶しており、メイン制御部２３１は、メモリ２３１Ａに記憶されたプログラムを実行することで、各種の処理を行う。すなわち、メイン制御部２３１は、外部センサ部２１０のカメラ２１１Ｌ及び２１１Ｒ、マイクロホン２１２、及びタッチセンサ２１３からそれぞれ供給される、画像信号Ｓ１Ａ、音声信号Ｓ１Ｂ、及び圧力検出信号Ｓ１Ｃ（以下、これらをまとめて外部センサ信号Ｓ１と称する）と、内部センサ部２３３のバッテリセンサ２３３Ａ及び加速度センサ２３３Ｂなどからそれぞれ供給される、バッテリ残量検出信号Ｓ２Ａ及び加速度検出信号Ｓ２Ｂ（以下、これらをまとめて内部センサ信号Ｓ２と称する）に基づいて、ロボット装置１００の周囲及び内部の状況や、ユーザからの指令、又はユーザからの働きかけの有無などを判断する。なお、メモリ２３１Ａ内には、ロボット装置１００本体の重量や重心位置（但し、積載部１０１に荷物を置いていない状態）の情報があらかじめ格納されていてもよい。
　そして、メイン制御部２３１は、ロボット装置１００の周囲及び内部の状況や、ユーザからの指令、又はユーザからの働きかけの有無の判断結果と、内部メモリ２３１Ａにあらかじめ格納されている制御プログラム、あるいはそのとき装填されている外部メモリ２３４に格納されている各種制御パラメータなどに基づいて、ロボット装置１００の行動やユーザに対して発動する表出動作を決定し、その決定結果に基づく制御コマンドを生成して、各サブ制御部２４１、２４２、…に送出する。
　サブ制御部２４１、２４２、…は、それぞれロボット装置１００内の各サブシステムの動作制御を担当しており、メイン制御部２３１から供給された制御コマンドに基づいて、サブシステムを駆動する。上述した可動脚１１０、１２０、１３０、１４０、及び荷物をすくい上げる取り出し部（前述）はサブシステムに相当し、それぞれ対応するサブ制御部２４１、２４２、２４３、２４４、…によって駆動制御される。具体的には、サブ制御部２４１、２４２、２４３、２４４、…は、関節部１１３、１２３、１３３、１４３の駆動制御や、取り出し部の駆動制御を実施する。取り出し部は、棚や台車に載せられた荷物をすくい上げて積載部１０１に移動させるといった動作を行う。
Ｂ．荷物の搬送動作
　ロボット装置１００は、物流分野に適用され、例えば最終拠点から配送先までのラストワンマイルにおいて荷物の搬送を行うことを想定している。したがって、ロボット装置１００は、最終拠点において、棚や台車に載せられた荷物をすくい上げて積載部１０１に載せ、その後、配送先まで移動するという動作を自律的に行う。
　物流のラストワンマイルは、屋外環境を含むため、工場や倉庫などとは相違して路面状況が一定とは限らない。このため、ロボット装置１００は、水平から傾斜した設置面に置かれて姿勢が不定の荷物をすくい上げなければならない場合もある。
　例えば、アームを用いて棚や台車から荷物をすくい上げるロボットについて提案がなされている。しかしながら、任意姿勢の荷物を掴むには、アームには多自由度が必要となるため、アーム重量が大きくなり、ロボットの小型化が難しくなる。また、荷物をグリッパで摩擦力を利用して把持するタイプのアームは、重量物の取り出しの際には大きな把持力で把持するが、段ボールのような柔らかい箱に梱包された荷物の場合、グリッパの把持力で箱を押し潰してしまうおそれもある。
　そこで、本開示に係る技術では、積載部１０１を荷物が載せられた面に倣うようにロボット装置１００の姿勢制御を行った後に、荷物をすくい上げて積載部１０１の上に荷物を移動させるようにする。ここで、荷物が載せられた面とは、例えば荷物を積んだ棚や台車である。また、複数の可動脚１１０～１４０を用いてロボット装置１００の姿勢制御を力制御により行うことで、積載部１０１を荷物が載せられた面に倣わせることができる。そして、荷物を積む積載部１０１が、棚や台車など荷物が載せられた面に既に倣っていることから、グリッパを積載部１０１に引き込むことで、荷物を比較的容易に積載部１０１に移動させることができる。
　開閉自由度と１方向の移動自由度しか持たない簡単な構成のグリッパでも十分に荷物の移動が可能であり、ロボット装置１００は多自由度のアームを必要とせず、言い換えれば、ロボット装置１００を小型化且つ軽量化することができるとともに、コストを削減することができる。
　図３及び図４には、本開示に係るロボット装置１００の外観構成を示している。但し、図３は右側面から眺めた様子を示し、図４は正面から眺めた様子を示している。図３及び図４において、図１中の対応する構成要素については同じ参照番号を付けているので、これらの構成要素については詳細な説明を省略する。
　胴体部３００には、制御ユニット２３０やサブ制御部２４１、２４２、２４３、２４４…などの回路コンポーネントが内蔵されている。前脚１１０は、肩関節又は股関節に相当する第１関節１１４で胴体部３００に連結され、前脚１２０も第１関節１２４で胴体部３００に連結されている。また、図４では隠れているが、後脚１３０及び後脚１４０も、それぞれ第１関節１３４及び１４４で胴体部３００に連結されている。
　胴体部３００の上面は、荷物を載せる積載部１０１を構成している。図１及び図２では省略したが、図３を参照すると、積載部１０１の前方にはグリッパ３１０が配設されている。図４を参照すると、グリッパ３１０は、一対の爪３１１及び３１２を含み、これら爪３１１及び３１２が平行開閉動作することで、物体を把持することができる。グリッパ３１０は、棚や台車に載せられた荷物をすくい上げて積載部１０１に移動させるために使用される。再び図３を参照すると、積載部１０１の後端付近には、荷物の滑落を防ぐストッパ３２０が配設されている。
　後述するように、積載部１０１を荷物が載せられた面に倣うようにロボット装置１００の姿勢制御を力制御により行った後に、荷物をすくい上げて積載部１０１の上に荷物を移動させるようにする。このため、グリッパ３１０は開閉自由度と前後方向に移動する自由度のみを有していれば十分であり、その他の自由度は不要である。但し、グリッパ３１０の移動自由度は、積載部１０１の積載面に平行な方向とする。また、荷物が載せられた面に倣った状態で荷物を荷物受け面から積載部１０１へ移し替える作業を行うので、重量物を取り出す際であっても大きな把持力は不要である。例えば、荷物を梱包した段ボール箱や精密梱包を、グリッパの把持力で押し潰すことなく、静かに引き出したり置いたりすることができる。
　なお、ロボット装置１００の左右の「目」として機能するカメラ２１１Ｌ及び２１１Ｒ（前述）は、図３及び図４には図示しないが、ロボット装置１００の前方が視線方向となるように取り付けられていることが好ましい。カメラ２１１Ｌ及び２１１Ｒで撮影した画像を画像認識することで、荷物並びに荷物を載せている棚や棚を検出することができる。参考のため、図３には、カメラ２１１Ｌ及び２１１Ｒの視野角を例示している。また、カメラ以外のＬＩＤＡＲやＴＯＦセンサを用いて荷物並びに荷物を載せている棚や棚を検出するようにしてもよい。
　図５～図８には、ロボット装置１００が、グリッパを用いて荷物を積載部１０１に積み込む動作を示している。
　ロボット装置１００は、カメラ２１１Ｌ及び２１１Ｒで撮影した画像、さらにはＬＩＤＡＲやＴＯＦセンサの検出結果に基づいて、搬送の対象とする荷物を探索する。図５～図８に示す例では、棚５０１の上に載せられている荷物５００を搬送の対象とするものとする。
　まず、図５に示すように、ロボット装置１００は、荷物５００に接近するとともに、カメラ２１１Ｌ及び２１１Ｒの撮影画像の画像認識などにより、荷物５００を載せた棚５０１の荷物受面の傾きをラフ検出する。そして、ロボット装置１００は、胴体部３００と一体に取り付けられたグリッパ３１０と荷物受面が接触した後の、積載部１０１を荷物受面に倣わせるための胴体部３００の姿勢の回転方向を決定して、グリッパ３１０の軌道計画を策定すると、その計画した軌道を実行する。図５～図８に示す例では、荷物受面が接触した後に紙面時計回りに回転するような胴体部３００の軌道計画を策定すると、その軌道を実行して、積載部１０１を荷物受面に倣わせるように力制御を行う。
　図６に示すように、胴体部３００と一体に取り付けられたグリッパ３１０が荷物受面と接触すると、積載部１０１が荷物受面に倣うように、胴体部３００の姿勢を力制御する。ロボット装置１００は、各脚１１０、１２０、１３０、１４０を使って胴体部３００の姿勢制御を行っている全身力制御に基づいて、グリッパ３１０と荷物受面との接触点位置（すなわち、荷物受面から接触力が加わる位置）を推定することができる。そして、接触点位置がグリッパ３１０と荷物受面との接触面の中心付近に移動するように、胴体部３００の姿勢制御を実施し、接触点位置が接触面の中心付近に入ったときに、胴体部３００が荷物受面に倣ったと判定する。
　グリッパ３１０が荷物受面に接触したとき、ロボット装置１００の全身力制御から、胴体部３００の基点に作用する外力Ｆb及びモーメントＭbを求めることができる。ここで言う胴体部３００の基点は、胴体部３００に取り付けられたグリッパ３１０の根元部とする。ロボット装置１００は、胴体部３００の基点の力学（Ｆb，Ｍb）に基づいて、グリッパ３１０と荷物受面との接触点位置ｘで、グリッパ３１０が荷物受面から受ける接触力Ｆcとを推定することができる。ここでは、胴体部３００の基点から接触点までの距離を接触点位置ｘとする。グリッパ３１０が最初に荷物受面に接触する接触点位置ｘをｘ1とする。
　ロボット装置１００は、接触力Ｆcが所定の設定値Ｆ１となるまで、各脚１１０、１２０、１３０、１４０を駆動する。なお、接触力Ｆcは基点に作用する外力Ｆbと等しく、また、接触点位置ｘは下式（１）が成り立つ。
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　その後、胴体部３００の基点に作用する接触力Ｆcを所定の設定値Ｆ１に保ちながら、各脚１１０、１２０、１３０、１４０を駆動させて、既に決めた胴体部３００の軌道計画の回転方向に向かって胴体部３００の姿勢を力制御する。
　接触力Ｆcを所定の設定値Ｆ１に保ちながら、軌道計画に従って回転させるように、胴体部３００の姿勢を力制御し続けると、図７に示すように、胴体部３００の姿勢（若しくは、胴体部３００上面の積載部１０１）が荷物受面に倣い始める。その結果、グリッパ３１０と荷物受面との接触点位置ｘが変動し始める。
　ここで、図７において、グリッパ３１０が最初に荷物受面に接触する接触点位置ｘをｘ1とし、グリッパ３１０の先端と荷物受面との接触点位置ｘ2とする。なお、接触点位置ｘ2は、グリッパ３１０が最後に荷物受面に接触する接触点位置であり、荷物受面に倣わなくなる接触点位置と言うこともできる。そして、例えば（ｘ1＋ｘ2）／２を閾値として、接触点位置がこの閾値に到達すると、接触点位置が接触面の中心付近に入ったことになり、胴体部３００又は積載部１０１がほぼ完全に荷物受面に倣ったと判定する。
　図７に示すロボット装置１００の姿勢では、胴体部３００又は積載部１０１が荷物受面にほぼ完全に倣っている。そこで、ロボット装置１００は、グリッパ３１０の２つの爪３１１及び３１２が荷物に接触するまで閉じて、荷物５００を把持する。そして、図８に示すように、荷物５００を把持した状態を保ちながら、グリッパ３１０をロボット装置１００本体の方向に引き込めることで、荷物５００を積載部１０１まで移動させることができる。ロボット装置１００は、グリッパ３１０で把持した荷物を胴体部３００まで引き込むことで、荷物を含めたロボット装置１００全体の重量重心が支持多角形の中心付近に移動するので、姿勢が安定化し、転倒するリスクが低い。なお、荷物５００の引き込みのために、グリッパ３１０にベルトコンベアや直動機構を備えていてもよい。
　図５～図８からも分かるように、グリッパ３１０は開閉自由度と前後方向に移動する自由度のみを有していれば十分であり、その他の自由度は不要である。また、荷物が載せられた面に倣った状態で荷物を荷物受け面から積載部１０１へ移し替える作業を行うので、重量物を取り出す際であっても大きな把持力は不要である。例えば、荷物を梱包した段ボール箱や精密梱包を、グリッパの把持力で押し潰すことなく、静かに引き出したり置いたりすることができる。
　図９には、ロボット装置１００が荷物を積載部１０１に積み込む際の動作手順をフローチャートの形式で示している。この動作手順は、例えば、制御ユニット２３０内のメイン制御部２３１が外部センサ部２１０から入力されるセンサ情報に基づいて各サブ制御部２４１、２４２、２４３、２４４、…に制御コマンドを送出するという形態で実現される。
　まず、ロボット装置は、カメラ２１１Ｌ及び２１１Ｒの撮影画像の画像認識などに基づいて、荷物５００を載せた棚５０１の荷物受面の傾きをラフ検出する（ステップＳ９０１）。例えば図５を参照されたい。
　次いで、ロボット装置１００は、ロボット装置１００は、胴体部３００と一体に取り付けられたグリッパ３１０と荷物受面が接触した後の、積載部１０１を荷物受面に倣わせるための胴体部３００の姿勢の回転方向を決定して、グリッパ３１０の軌道計画を策定する（ステップＳ９０２）。そして、ロボット装置１００は、その軌道計画を実行する（ステップＳ９０３）。例えば、図５を参照されたい。
　ロボット装置１００は、グリッパ３１０と荷物受面が接触した状態で、策定した軌道計画に従って胴体部３００の姿勢を回転させている間（例えば図６を参照のこと）、胴体部３００の基点に作用する外力Ｆb及びモーメントＭbを、ロボット装置１００の全身力制御に基づいて求める。次いで、ロボット装置１００は、胴体部３００の基点の力学（Ｆb，Ｍb）に基づいて、グリッパ３１０と荷物受面との接触点位置ｘで、グリッパ３１０が荷物受面から受ける接触力Ｆcとを推定する。そして、ロボット装置１００は、接触力Ｆcが所定の設定値Ｆ１となるまで、胴体部３００の姿勢の回転を続ける（ステップＳ９０４）。
　その後、ロボット装置１００は、所定の設定値Ｆ１となるまで、胴体部３００の基点に作用する接触力Ｆcを所定の設定値Ｆ１に保ちながら、ロボット装置１００の全身力制御により、ステップＳ９０２で決めた胴体部３００の軌道計画の回転方向に向かって胴体部３００の姿勢を回転する（ステップＳ９０５）。例えば、図６を参照されたい。
　胴体部３００の姿勢（若しくは、胴体部３００上面の積載部１０１）が荷物受面に倣い始めると、グリッパ３１０と荷物受面との接触点位置ｘが変動し始める。そして、ロボット装置１００は、接触点位置が接触面に中心付近に入ったときに、胴体部３００又は積載部１０１がほぼ完全に荷物受面に倣ったと判定する（ステップＳ９０６）。例えば、図７を参照されたい。
　次いで、ロボット装置１００は、グリッパ３１０の２つの爪３１１及び３１２が荷物に接触するまで閉じて、荷物５００を把持する（ステップＳ９０７）。
　そして、図８に示すように、荷物５００を把持した状態を保ちながら、グリッパ３１０をロボット装置１００本体の方向に引き込めることで、荷物５００を積載部１０１まで移動させる（ステップＳ９０８）。
　図９に示す動作手順に従えば、ロボット装置１００は、全身力制御により胴体部３００の姿勢制御を行うことができ、且つ、開閉自由度と前後方向の移動自由度を有するグリッパ３１０を装備していれば荷物の積み込みを行うのに十分である。また、荷物が載せられた面に倣った状態で荷物を荷物受け面から積載部１０１へ移し替える作業を行うので、重量物を取り出す際であっても大きな把持力は不要である。例えば、荷物を梱包した段ボール箱や精密梱包を、グリッパの把持力で押し潰すことなく、静かに引き出したり置いたりすることができる。
　図５～図８では、ロボット装置１００が棚の上に置かれた荷物を搬出する例を示した。ロボット装置１００は、棚だけではなく、さまざまな荷物受面に置かれた荷物を搬出することができる。例えば、図１０に示すような、多段（図示の例では２段）の棚を有する台車１０００に複数の荷物が載せられている場合であっても、ロボット装置１００は、図９に示した動作手順に従って、対象とする荷物が載せられている荷物受面のラフ検出と、全身力制御による胴体部３００の力制御を通じて積載部１０１を荷物受け面に倣わせて、グリッパ３１０で比較的小さな把持力により荷物を把持して、台車１０００から積載部１０１へ荷物を移動させることができる。台車１０００は、荷物を載せて運搬移動するための台であり、底面の四隅にキャスターが付いている。
　図１１には、ロボット装置１００が台車１０００に収納された荷物を搬出する様子を示している。但し、ここでは、ロボット装置１００が台車１０００の側面から荷物にアクセスする様子を示している。ロボット装置１００は、傾斜のある路面上で、台車１０００から荷物を搬出する作業を行うことも想定される。図１２には、対象とする荷物をグリッパ３１０で把持する様子を示している。図１２に示すように、荷物受面がグリッパ３１０の開閉方向で傾斜していることも想定される。
　ロボット装置１００は、カメラ２１１Ｌ及び２１１Ｒで撮影した画像、さらにはＬＩＤＡＲやＴＯＦセンサの検出結果に基づいて、台車１０００に収納された複数の荷物の中から、搬出すべき荷物を探索する。ロボット装置１００は、対象とする荷物が載せられている荷物受面の傾きをラフ検出すると、積載部１０１を荷物受面に倣わせるための胴体部３００の姿勢の回転方向を決定して、グリッパ３１０の軌道計画を策定し、その軌道計画を実行する。
　グリッパ３１０が荷物受面に接触した後、ロボット装置１００は、全身力制御に基づいて胴体部３００の基点に作用する外力Ｆb及びモーメントＭbを推定し、グリッパ３１０が荷物受面から受ける接触力Ｆcを所定の設定値Ｆ１に保ちながら胴体部３００の姿勢を力制御し続ける。そして、ロボット装置１００は、グリッパ３１０と荷物受面の接触点が接触面の中心付近に入ったことを検出すると、胴体部３００又は積載部１０１がほぼ完全に荷物受面に倣ったと判定して、グリッパ３１０で荷物を把持する。
　なお、台車１０００が傾斜した路面上にある場合、ロボット装置１００が荷物にアプローチしている期間中にも台車１０００が動き出すおそれがある。そこで、図１１に示すように、前脚１１０又は１２０などの遊脚を使ってキャスターを抑えて、台車１０００が滑り落ちないようにしてもよい。
　図１３～図１５には、グリッパ３１０と荷物を把持した後に、荷物をすくい上げて積載部１０１に移し替える様子を示している。例えば図１３に示すように、各脚１１０、１２０、１３０、１４０の駆動により、胴体部３００が傾斜する姿勢とすることによって、荷物を荷物受面から持ち上げることができる。そして、図１４に示すように、胴体部３００の傾斜を保ちながら、台車１０００から後退するように各脚１１０、１２０、１３０、１４０を駆動して、ロボット装置１００は台車１０００から荷物を持ち出す。
　図４や図１２からも分かるように、グリッパ３１０の爪３１１及び３１２は断面がＬの字の形状をしている。したがって、グリッパ３１０を閉じて荷物を把持すると、爪３１１及び３１２の先端が荷物の底面と荷物受面の間（すなわち、対象とする荷物の下）に挿入して、荷物を荷物受け面から浮かすことができる。その際、グリッパ３１０は荷物を軽く把持するだけでよい。さらに、荷物を台車１０００から持ち出した後に、図１５に示すように、後脚１３０及び１４０を大きく屈曲させることによって、胴体部３００並びにグリッパ３１０をロボット装置１００の後方に大きく傾けることができる。このような姿勢では、グリッパ３１０に軽く把持されている荷物は、爪３１１及び３１２のＬ字の先端からなる傾斜面を滑り落ちて、積載部１０１まで移動する。また、積載部１０１の後端縁にはストッパ３２０が設けられているので、グリッパ３１０から滑り落ちてきた荷物がさらに積載部１０１の後端から落下することはない。なお、荷物の積載面への引き込みのために、グリッパ３１０にベルトコンベアや直動機構を備えていてもよい。
Ｃ．変形例（１）
　図１６には、荷物受面に置かれた荷物を取り出す取り出し部として、グリッパに代えて、昇降式のリフト１６００を備えたロボット装置１００の外観構成例を示している。図１６に示す例では、ロボット装置１００の胴体部３００の前面部分にリフト１６００が配設されている。リフト１６００はＬ字の形状をしたフォークを有しており、床に設置された荷物の荷揚げに適している。この変形例では、荷物が置かれた床面を荷物受け面とし、ロボット装置１００は、図９に示したフローチャートと同様の動作手順に従って、床に載せられた荷物をすくい上げて搬出することができる。
　ロボット装置１００は、まず、カメラを用いた画像認識などにより床面をラフ検出して、リフト１６００のフォーク部分が床面と接触した後の胴体部３００の姿勢の回転方向を決定して、リフト１６００の軌道計画を策定する。ロボット装置１００は、その軌道計画を実行して、リフト１６００のフォーク部分が床面と接触すると、ロボット装置１００の全身力制御から求められる胴体部３００の基点に作用する外力Ｆb及びモーメントＭbに基づいて、リフト１６００が床面から受ける接触力Ｆcを推定する。
　そして、ロボット装置１００は、床面からの接触力Ｆcが所定の設定値Ｆ１となるまで、各脚１１０、１２０、１３０、１４０の駆動により胴体部３００の姿勢を回転させる。さらに、ロボット装置１００は、接触力Ｆcが所定の設定値Ｆ１を保つように胴体部３００の姿勢を回転させて、リフト１６００のフォーク部分と床面との接触点がリフト１６００のフォーク部分の接触面の中心付近に入ると、リフト１６００のフォーク部分が荷物受面としての床面に倣ったと判定する。
　その後、図１７に示すように、ロボット装置１００は、各脚１１０、１２０、１３０、１４０を用いて、対象とする荷物に向かって歩行動作して、リフト１６００のフォーク部分を荷物の底面と床面との間に挿入させる。次いで、図１８に示すように、ロボット装置１００は、昇降式のリフト１６００を上昇させることによって、フォーク部分で荷物をすくい上げる。荷物を胴体部３００の上面の積載部１０１と同じ高さまで上昇させると、図１９に示すように、後脚１３０及び１４０を大きく屈曲させることによって、胴体部３００並びにグリッパ３１０をロボット装置１００の後方に大きく傾ける。すると、持ち上げられた荷物はリフト１６００のフォーク部分から滑り落ちて、積載部１０１まで移動する。また、積載部１０１の後端縁にはストッパ３２０が設けられているので、グリッパ３１０から滑り落ちてきた荷物がさらに積載部１０１の後端から落下することはない。なお、荷物の積載面への引き込みのために、ベルトコンベアや直動機構を備えていてもよい。
Ｄ．変形例（２）
　図２０には、荷物受面に置かれた荷物を取り出す取り出し部として、胴体部３００の上面から出没する突起部２０００を備えたロボット装置１００の外観構成例を示している。図２０に示すロボット装置１００は、例えば図２１に示すようなフォーク形のトレイ２１００に載せられた荷物をトレイ２１００から取り出して搬送することを想定して設計されている。図２１では、荷物を載せたフォーク形のトレイ２１００を上面から眺めた様子を示している。フォーク形のトレイ２１００は、フォークの２本の歯で荷物の側縁を支持している。
　図２０に示すロボット装置１００は、フォーク形のトレイ２１００の下に潜り込み、対象とする荷物２１０１の直下で、胴体部３００の上面から突起部２０００を上昇させて荷物２１０１をトレイ２１００から持ち上げた状態で、歩行動作によりフォークの開口部分の方向に進むことで、荷物２１０１をトレイ２１００から搬出することができる。図２２には、ロボット装置１００が、トレイ２１００の下側から突起部２０００を上昇させて、荷物２１０１を突き上げている様子を示している。この変形例では、荷物２１０１が置かれたトレイ２１００の裏面を荷物受面とし、ロボット装置１００は、図９に示したフローチャートと同様の動作手順に従って、フォーク形のトレイ２１００に載せられた荷物を持ち上げて搬出することができる。なお、トレイ２１００は、図２２に示す例のように、水平から傾いていることも想定される。
　ロボット装置１００は、まず、カメラを用いた画像認識などによりトレイ２１００の裏面をラフ検出して、胴体部３００の上面の積載部１０１がトレイ２１００の裏面と接触した後の胴体部３００の姿勢の回転方向を決定して、胴体部３００の軌道計画を策定する。ロボット装置１００は、その軌道計画を実行して、積載部１０１がトレイ２１００の裏面と接触すると、ロボット装置１００の全身力制御から求められる胴体部３００の基点に作用する外力Ｆb及びモーメントＭbに基づいて、積載部１０１がトレイ２１００の裏面から受ける接触力Ｆcを推定する。
　そして、ロボット装置１００は、トレイ２１００の裏面からの接触力Ｆcが所定の設定値Ｆ１となるまで、各脚１１０、１２０、１３０、１４０の駆動により胴体部３００の姿勢を回転させる。さらに、ロボット装置１００は、接触力Ｆcが所定の設定値Ｆ１を保つように胴体部３００の姿勢を回転させて、積載部１０１とトレイ２１００の裏面との接触点が積載部１０１の中心付近に入ると、積載部１０１が荷物受面としてのトレイ２１００の裏面に倣ったと判定する。
　その後、図２１に示すように、ロボット装置１００は、突起部２０００を上昇させることによって、荷物２１０１をトレイ２１００から持ち上げる。そして、ロボット装置１００は、荷物２１０１を持ち上げた状態のまま、各脚１１０、１２０、１３０、１４０を用いて、フォークの開口部分に向かって歩行動作して、荷物２１０１をトレイ２１００から搬出する。ロボット装置１００は、トレイ２１００から脱出した後、突起部２０００を下降させることで、荷物２１０１を積載部１０１に積んだ状態となる。
Ｅ．変形例（３）
　図２３には、棚などに載せられた荷物を取り出す取り出し部として、胴体部３００の正面に配設された吸着部２３００を備えたロボット装置１００の外観構成例を示している。この変形例に係るロボット装置１００は、図２３に示すように、対象とする荷物２３０１の壁面を空気圧などにより吸着して持ち上げて、棚などから取り出して搬送することを想定して設計されている。
　図２３に示すロボット装置１００は、棚や台車に載せられた荷物２３０１に向かって前進して、荷物２３０１の壁面に倣うようにして吸着部２３００を接触させることで、高い精度で荷物２３０１を吸着することができる。この変形例でも、ロボット装置１００は、図９に示したフローチャートと同様の動作手順に従って、荷物２３０１を持ち上げて搬出することができる。なお、荷物３３０１は、図２３に示す例のように、水平から傾いていることも想定される。
　ロボット装置１００は、まず、カメラを用いた画像認識などにより荷物２３０１の壁面をラフ検出して、吸着部２３００の吸着口が荷物２３０１の壁面と接触した後の胴体部３００の姿勢の回転方向を決定して、吸着部２３００の軌道計画を策定する。ロボット装置１００は、その軌道計画を実行して、吸着部２３００の吸着口が荷物２３０１の壁面と接触すると、ロボット装置１００の全身力制御から求められる胴体部３００の基点に作用する外力Ｆb及びモーメントＭbに基づいて、吸着部２３００が荷物２３０１の壁面から受ける接触力Ｆcを推定する。
　そして、ロボット装置１００は、荷物２３０１の壁面からの接触力Ｆcが所定の設定値Ｆ１となるまで、各脚１１０、１２０、１３０、１４０の駆動により胴体部３００の姿勢を回転させる。さらに、ロボット装置１００は、接触力Ｆcが所定の設定値Ｆ１を保つように胴体部３００の姿勢を回転させて、吸着部２３００の吸着口と荷物２３０１の壁面との接触点が吸着部２３００の吸着口の接触面の中心付近に入ると、吸着部２３００の吸着口が荷物２３０１の壁面に倣ったと判定する。
　その後、ロボット装置１００は、空気圧などにより吸着部２３００で荷物２３０１を吸着させるとともに、各脚１１０、１２０、１３０、１４０を用いた歩行動作によって、荷物２３０１を載せていた棚や台車から退いて、荷物の搬送先へ移動する。
Ｆ．変形例（４）
　図５～図８、並びに図１１～図１５には、荷物受面に置かれた荷物を取り出す取り出し部として、胴体部３００に取り付けられたグリッパを備えたロボット装置１００の構成並びに動作について示した。グリッパが胴体部３００に固定されている場合、各脚１１０、１２０、１３０、１４０を屈曲させたときのグリッパの高さと、各脚１１０、１２０、１３０、１４０を真直ぐに伸ばしたときのグリッパの高さの範囲でしか荷物の取り出しを行うことができない。
　これに対し、図２４に示すロボット装置１００は、胴体部３００に、昇降動作が可能なリフト２４００を介してグリッパ２４０１が取り付けられている。したがって、ロボット装置１００は、リフト２４００の動作範囲となる高さの荷物をグリッパ２４０１で把持して取り出すことが可能となる。この変形例でも、ロボット装置１００は、図９に示したフローチャートと同様の動作手順に従って、高い棚などに載せられた荷物をすくい上げて搬出することができる。
　ロボット装置１００は、まず、カメラを用いた画像認識などにより荷物受面をラフ検出して、荷物受面にアクセスするためのリフト２４００の高さとグリッパ２４０１が荷物受面と接触した後の胴体部３００の姿勢の回転方向を決定して、リフト２４００の昇降動作を含んだ胴体部３００の軌道計画を策定する。ロボット装置１００は策定した軌道計画を実行して、図２５に示すように、リフト２４００を昇降動作させるとともに、歩行動作によりグリッパ２４０１を荷物受面上の荷物に近付ける。そして、グリッパ２４０１が荷物受面と接触すると、ロボット装置１００の全身力制御から求められる胴体部３００の基点に作用する外力Ｆb及びモーメントＭbに基づいて、グリッパ２４０１が荷物受面から受ける接触力Ｆcを推定する。
　そして、ロボット装置１００は、荷物受面からの接触力Ｆcが所定の設定値Ｆ１となるまで、各脚１１０、１２０、１３０、１４０の駆動により胴体部３００の姿勢を回転させる。さらに、ロボット装置１００は、接触力Ｆcが所定の設定値Ｆ１を保つように胴体部３００の姿勢を回転させて、グリッパ２４０１と荷物受面との接触点がグリッパ２４０１の接触面の中心付近に入ると、グリッパ２４０１が荷物受面としての床面に倣ったと判定する。
　ロボット装置１００は、グリッパ２４０１を閉じて荷物を把持するとともに、リフト２４００をさらに少し上昇させることによって、荷物を荷物受面から持ち上げることができる。次いで、ロボット装置１００は、歩行動作により荷物が載せられていた棚などから退いた後、図２６に示すようにリフト２４００を降下さて、グリッパ２４０１を胴体部３００の上面の積載部１０１と同じ高さに揃える。次いで、ロボット装置１００は、図２７に示すように、後脚１３０及び１４０を大きく屈曲させることによって、胴体部３００並びにグリッパ３１０をロボット装置１００の後方に大きく傾ける。すると、持ち上げられた荷物はグリッパ２４０１から滑り落ちて、積載部１０１まで移動する。また、積載部１０１の後端縁にはストッパ３２０が設けられているので、グリッパ３１０から滑り落ちてきた荷物がさらに積載部１０１の後端から落下することはない。なお、荷物の積載面への引き込みのために、グリッパ２４０１にベルトコンベアや直動機構を備えていてもよい。
Ｆ．変形例（４）
　これまで説明してきたロボット装置１００はいずれも、胴体部３００又は積載部１０１の姿勢の変更とロボット装置１００本体の移動を各脚１１０、１２０、１３０、１４０の駆動により実現していた。
　これに対し、図２８に示すロボット装置２８００は、車輪２８０１を使って移動を行うとともに、パラレルリンク２８０２を用いて積載部１０１の姿勢変更を行うように構成されている。なお、図２８に示す例では、荷物の取り出しにグリッパを用いているが、もちろん、フォーク形のリフトや突起、昇降リフト付きのグリッパを適用することもできる。また、図２８に示すロボット装置２８００においても、図９に示したフローチャートと同様の動作手順に従って、さまざまな荷物受面に載せられた荷物をすくい上げて搬出することができる。
　なお、パラレルリンクは、並列に配置した複数のリンク機構で出力端（図２８に示す例では、積載部１０１に相当）を支持する機構からなり、各リンク機構の駆動を同時に制御することで出力端の動きを決めることができる。パラレルリンク機構は、動作範囲が比較的広く、高速且つ高精度な動作制御が可能といった特徴がある。パラレルリンク機構の詳細については、例えば特許文献４を参照されたい。
Ｇ．変形例（５）
　図２９には、図５などに示したロボット装置１００の、荷物を把持する際の歩容に関する変形例を示している。
　ロボット装置１００の前方のグリッパ３１０で荷物２９００を把持すると、荷物２９００を含んだロボット装置１００全体の重量重心位置が、ロボット装置１００単体の場合よりも前方にシフトする。荷物２９００の重量が重くなると、重心位置は前方により大きくシフトする。この結果、重心位置と支持多角形の境界までのマージンが小さくなるため、ロボット装置１００が転倒するリスクが高まる。そこで、図２９に示すように、ロボット装置１００は、荷物２９００を把持する際には、前足をなるべく前方に突き出した脚１１０及び１２０の歩容に修正するようにしてもよい。図２９には、修正前の脚１１０及び１２０の歩容を点線で示している。このように前足を突き出すことで、ロボット装置１００の支持多角形は前方に拡大するので、荷物２９００を把持した際に転倒するリスクを軽減することができる。
Ｈ．変形例（６）
　図３０には、前足にグリッパ３００１を備えたロボット装置３０００の構成例を示している。このロボット装置３０００では、脚は、移動と姿勢変更に加え、荷物の取り出しの役割も果たすことになる。ロボット装置３０００は、足先のグリッパ３００１を荷物受面としての床面に倣わせることにより、図９に示したフローチャートと同様の動作手順に従って荷物をすくい上げて搬出することができる。
　ロボット装置３０００は、まず、カメラを用いた画像認識などにより荷物受面としての床面をラフ検出して、足先のグリッパ３００１が荷物受面と接触した後の胴体部の姿勢の回転方向を決定して、胴体部の軌道計画を策定する。ロボット装置３０００は策定した軌道計画を実行して、脚の動作によりグリッパ３００１を床上の荷物３００２に近付ける。そして、グリッパ３００１が荷物受面と接触すると、ロボット装置３０００の全身力制御から求められる胴体部の基点に作用する外力Ｆb及びモーメントＭbに基づいて、グリッパ３００１が荷物受面から受ける接触力Ｆcを推定する。
　そして、ロボット装置３０００は、床面からの接触力Ｆcが所定の設定値Ｆ１となるまで、各脚の駆動により胴体部の姿勢を回転させる。さらに、ロボット装置３０００は、接触力Ｆcが所定の設定値Ｆ１を保つように胴体部又は足先の姿勢を回転させて、グリッパ３００１と床面との接触点がグリッパ３００１の接触面の中心付近に入ると、グリッパ３００１が床面に倣ったと判定する。そして、ロボット装置３０００は、グリッパ３００１を閉じて荷物を把持するとともに、足先を上昇させることによって、荷物３００２を床面から持ち上げることができる。
　ロボット装置３０００は、胴体部の姿勢制御と脚の自由度を利用して、足先のグリッパ３００１を荷物受面に倣わせて、荷物３００２を把持し、さらに荷物を胴体部に移動させることで荷物を引き出せる範囲が拡大する。ロボット装置３０００は、胴体部の前方、後方、又は下部に荷物を載せる空間を備えていれば、床に置かれた荷物３００２を直接引き上げることができる。
Ｉ．変形例（７）
　図３１には、複数台のロボット装置（図示の例では、ロボット装置３１０１とロボット装置３１０２の２台）が協働して１つの荷物３１００を搬出している変形例を示している。各ロボット装置３１０１及び３１０２を全身力制御により姿勢制御して、互いの積載面が同じ平面となるように倣わせることで、２台のロボット装置３１０１及び３１０２を跨いで、大容量の荷物３１００を安定して積むことができる。また、１台では重くて運べない荷物３１００であっても、２台のロボット装置３１０１及び３１０２を使うことで運搬が可能になる。
Ｊ．変形例（７）
　図３２には、図５などに示したロボット装置１００が、バラ積みされた複数の荷物の中から１つの荷物３２００を引き出す様子を示している。この場合、ロボット装置１００は、荷物３２００を載せている直下の荷物３２０１の上面に胴体部３００又は積載部１０１を倣わせることで、図９に示したフローチャートと同様の動作手順に従って荷物３２００をすくい上げて搬出することができる。
　ロボット装置１００は、まず、カメラを用いた画像認識などにより荷物受面をラフ検出して、グリッパ３１０が荷物受面と接触した後の胴体部３００の姿勢の回転方向を決定して、胴体部３００の軌道計画を策定する。ここで言う荷物受面は、荷物３２００を載せている直下の荷物３２０１の上面である。
　ロボット装置１００は策定した軌道計画を実行して、リ歩行動作によりグリッパ３１０を荷物受面上の荷物受面に近付ける。そして、グリッパ２４０１が荷物受面と接触すると、ロボット装置１００の全身力制御から求められる胴体部３００の基点に作用する外力Ｆb及びモーメントＭbに基づいて、グリッパ３１０が荷物受面から受ける接触力Ｆcを推定する。
　そして、ロボット装置１００は、荷物受面からの接触力Ｆcが所定の設定値Ｆ１となるまで、各脚１１０、１２０、１３０、１４０の駆動により胴体部３００の姿勢を回転させる。さらに、ロボット装置１００は、接触力Ｆcが所定の設定値Ｆ１を保つように胴体部３００の姿勢を回転させて、グリッパ３１０と荷物受面との接触点がグリッパ３１０の接触面の中心付近に入ると、グリッパ３１０が荷物受面としての床面に倣ったと判定する。
　ロボット装置１００は、グリッパ３１０を閉じて荷物３２００を把持するとともに、荷物３２００を荷物受面から持ち上げる。次いで、ロボット装置１００は、歩行動作により荷物３２００がバラ積みされていた場所などから退いた後、後脚１３０及び１４０を大きく屈曲させることによって、胴体部３００並びにグリッパ３１０をロボット装置１００の後方に大きく傾ける。すると、持ち上げられた荷物はグリッパ３１０から滑り落ちて、積載部１０１まで移動する。また、積載部１０１の後端縁にはストッパ３２０が設けられているので、グリッパ３１０から滑り落ちてきた荷物３２００がさらに積載部１０１の後端から落下することはない。
Ｋ．その他の変形例
　これまで説明してきたロボット装置はいずれも、基本的にはロボット装置（又は胴体部）の前方にグリッパなどの取り出し部を装備して、胴体部の上面の積載部に荷物を引き込む構造である。これに対し、胴体部の後方や下部に荷物を収容する空間を設けて、胴体部の底面の姿勢を床面に倣わせるようにしてその空間に荷物を引き込むように、ロボット装置を構成することも可能である。
Ｌ．まとめ
　最後に、本開示に係る技術を適用したロボット装置によりもたらされる効果についてまとめておく。
（１）ロボット装置は、１又は複数の荷物を載せた棚や台車などから、対象とする荷物を個別に取り出すことができる。
（２）ロボット装置は、多自由度のアームを使用せずに荷物受面から荷物を取り出すことができるので、装置コストを削減できるとともに、小型且つ軽量なロボット装置を構成することができる。
（３）荷物受面の傾きが不明であったり、荷物の底面の精度が不十分であったりする不確定な状況においても、ロボット装置は、全身力制御により積載部を荷物受面に倣わすことで、荷物を確実にすくい上げることができる。
（４）ロボット装置は、全身力制御により積載部を荷物受面に倣わすことで、小さな把持力で段ボールのような柔らかい箱に梱包された荷物や精密梱包を押し潰さずに、静かに引き出したり置いたりすることができる。
（５）ロボット装置は、グリッパなどで把持した荷物を胴体部まで引き込むことで、荷物を含めたロボット装置全体の重量重心が支持多角形の中心付近に移動するので、姿勢が安定化し、転倒するリスクが低い。
（６）ロボット装置は、荷物の下から持ち上げるで、追加のグリッパや引き込み機構などが不要であり、荷物を荷物受面から取り出す構造を簡素化することができる。
（７）ロボット装置は、空気圧などによる吸着作用を持つ吸着部と組み合わせることで、荷物の壁面を確実に吸着することが可能である。
（８）ロボット装置は、昇降動作が可能なリフトを介してグリッパを取り付けることで、荷物受面が高くても低くても簡単に荷物を引き出すことができる。
（９）ロボット装置は、荷物を把持する際に前脚の足先を前方に移動させて、支持多角形を前方に拡大することによって、荷物を含んだ重量重心位置が前方にシフトしても、転倒のリスクを軽減することができる。
（１０）ロボット装置は、胴体部の前方、後方、又は下部に荷物を載せる空間を備えていれば、床に置かれた荷物を直接引き上げることができる。
（１１）ロボット装置は、脚の足先にグリッパなどの取り出し部を備えていれば、足先を荷物受面に倣わせて、荷物を把持することができ、さらに荷物を胴体部に移動させることで荷物を引き出せる範囲が拡大する。
（１２）複数のロボット装置の各胴体姿勢を全身力制御により倣わせることで、協働しながら安定して大きな荷物を運ぶことができる。
（１３）ロボット装置は、バラ積みされた荷物の中から、対象とする荷物の直下の荷物の上面に倣わせることで、確実に荷物をすくい上げることができる。
　以上、特定の実施形態を参照しながら、本開示に係る技術について詳細に説明してきた。しかしながら、本開示に係る技術の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。
　本開示に係る技術は、脚以外の複数の移動手段を備えたロボット装置若しくは移動体装置にも同様に適用することができる。例えば、複数の車輪を備えた車輪式の移動体装置（自動運転車を含む）に、複数の機構を並列に配置し且つ最終出力先を荷台として構成されたパラレルリンクを搭載する構成であってもよい。
　要するに、例示という形態により本開示に係る技術について説明してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本開示に係る技術の要旨を判断するためには、特許請求の範囲を参酌すべきである。
　なお、本開示に係る技術は、以下のような構成をとることも可能である。
（１）荷物を載せる積載部と、
　前記積載部の姿勢を変更する姿勢変更部と、
　前記積載部を移動させる移動部と、
　前記姿勢変更部及び移動部の動作を制御する制御部と、
を具備し、
　前記制御部は、前記積載部が荷物受面に倣うように前記姿勢変更部を力制御する、
ロボット装置。
（２）前記姿勢変更部は、前記積載部を支持する複数のリンク構造体からなる、
上記（１）に記載のロボット装置。
（３）前記姿勢変更部及び前記移動部は、複数の可動脚からなる、
上記（１）又は（２）のいずれかに記載のロボット装置。
（４）前記姿勢変更部はパラレルリンクからなり、前記移動部は車輪からなる、
上記（１）又は（２）のいずれかに記載のロボット装置。
（５）前記荷物受面に載せられた荷物を取り出して前記積載部に移動させる取り出し部をさらに備える、
上記（１）乃至（４）のいずれかに記載のロボット装置。
（６）前記制御部は、前記姿勢変更部を力制御して前記積載部を前記荷物受面に倣わせた後に、前記荷物受面に載せられた荷物を取り出して前記積載部に移動させるように前記取り出し部を制御する、
上記（５）に記載のロボット装置。
（７）前記制御部は、前記姿勢変更部の姿勢を変更する力制御に基づいて、前記取り出し部と前記荷物受面との接触点位置を推定し、前記接触点位置が前記取り出し部と前記荷物受面との接触面の中心付近に移動するように前記姿勢変更部による前記積載部の姿勢制御を実施し、前記接触点位置が前記接触面の中心付近に入ったときに前記積載部が前記荷物受面に倣ったと判定する、
上記（６）に記載のロボット装置。
（８）前記取り出し部は、開閉式のグリッパ、昇降式のリフト、昇降式のリフトに取り付けられた開閉式のグリッパのうち少なくとも１つを含む、
上記（５）乃至（７）のいずれかに記載のロボット装置。
（９）前記取り出し部は、前記積載部から出没する突起部を含み、
　前記制御部は、前記姿勢変更部を力制御して前記積載部を前記荷物受面に倣わせた後に、前記荷物受面に設けられた開口から前記突起部を突き出させて荷物をすくい上げるように制御する、
上記（５）に記載のロボット装置。
（１０）前記取り出し部は、吸着部を含み、
前記姿勢変更部を力制御して前記吸着部を前記荷物の壁面に倣わせた後に、前記吸着部で前記荷物の壁面を吸着して前記荷物受面から前記荷物を取り出すように制御する、
上記（５）に記載のロボット装置。
（１１）前記取り出し部は、昇降式のリフトと前記リフトに取り付けられた開閉式のグリッパを含む、
上記（５）に記載のロボット装置。
（１２）前記制御部は、前記取り出し部で前記荷物を取り出す際に、前記荷物の方向に支持多角形が拡大するように前記姿勢変更部又は前記移動部を制御する、
上記（５）乃至（１１）のいずれかに記載のロボット装置。
（１３）前記移動部は可動脚を備え、
　前記取り出し部は、前記可動脚の足先に取り付けられたグリッパを含み、
　前記制御部は、前記可動脚を力制御して前記脚先のグリッパを床面に倣わせた後に、床面に置かれた荷物をグリッパで把持するように制御する、
上記（５）に記載のロボット装置。
（１４）バラ積みされた荷物から特定の荷物を取り出す際に、
　前記制御部は、前記姿勢変更部を力制御して前記積載部を前記特定の荷物の直下の荷物の上面に倣わせた後に、前記特定の荷物を取り出して前記積載部に移動させるように前記取り出し部を制御する、
上記（５）に記載のロボット装置。
（１５）荷物を載せる積載部と、前記積載部の姿勢を変更する姿勢変更部と、前記積載部を移動させる移動部を備えたロボット装置の制御方法であって、
　前記積載部が荷物受面に倣うように前記姿勢変更部を力制御するステップと、
　前記荷物受面に載せられた荷物を取り出すステップと、
を有するロボット装置の制御方法。
　１００…ロボット装置、１０１…積載部
　１１０…可動脚
　１１１…リンク（第２リンク）、１１２…リンク（第１リンク）
　１１３…関節部（第２関節）、１１４…関節部（第１関節）
　１２０…可動脚
　１２１…リンク（第２リンク）、１２２…リンク（第１リンク）
　１２３…関節部（第２関節）、１２４…関節部（第１関節）
　１３０…可動脚
　１３１…リンク（第２リンク）、１３２…リンク（第１リンク）
　１３３…関節部（第２関節）、１３４…関節部（第１関節）
　１４０…可動脚
　１４１…リンク（第２リンク）、１４２…リンク（第１リンク）
　１４３…関節部（第２関節）、１４４…関節部（第１関節）
　２１０…外部センサ部、２１１Ｌ、２１１Ｒ…カメラ
　２１２…マイクロホン、２１３…タッチセンサ
　２２１…スピーカ、２２２…表示部
　２３０…制御ユニット、２３１…メイン制御部、２３２…バッテリ
　２３３…内部センサ部
　２３３Ａ…バッテリセンサ、２３３Ｂ…加速度センサ
　２３４…外部メモリ、２３５…通信部
　２４１、２４２、２４３、２４４、…サブ制御部
　３００…胴体部、３１０…グリッパ、３１１、３１２…爪
　３２０…ストッパ
　１０００…台車、１６００…リフト、２１００…フォーク形トレイ
　２３００…吸着部、２４００…昇降式リフト、２４０１…グリッパ
　２８００…ロボット装置、２８０１…車輪、２８０２…パラレルリンク
　３１０１、３１０２…ロボット装置

Claims (15)

  1. 　荷物を載せる積載部と、
    　前記積載部の姿勢を変更する姿勢変更部と、
    　前記積載部を移動させる移動部と、
    　前記姿勢変更部及び移動部の動作を制御する制御部と、
    を具備し、
    　前記制御部は、前記積載部が荷物受面に倣うように前記姿勢変更部を力制御する、
    ロボット装置。
  2. 　前記姿勢変更部は、前記積載部を支持する複数のリンク構造体からなる、
    請求項１に記載のロボット装置。
  3. 　前記姿勢変更部及び前記移動部は、複数の可動脚からなる、
    請求項１に記載のロボット装置。
  4. 　前記姿勢変更部はパラレルリンクからなり、前記移動部は車輪からなる、
    請求項１に記載のロボット装置。
  5. 　前記荷物受面に載せられた荷物を取り出して前記積載部に移動させる取り出し部をさらに備える、
    請求項１に記載のロボット装置。
  6. 　前記制御部は、前記姿勢変更部を力制御して前記積載部を前記荷物受面に倣わせた後に、前記荷物受面に載せられた荷物を取り出して前記積載部に移動させるように前記取り出し部を制御する、
    請求項５に記載のロボット装置。
  7. 　前記制御部は、前記姿勢変更部の姿勢を変更する力制御に基づいて、前記取り出し部と前記荷物受面との接触点位置を推定し、前記接触点位置が前記取り出し部と前記荷物受面との接触面の中心付近に移動するように前記姿勢変更部による前記積載部の姿勢制御を実施し、前記接触点位置が前記接触面の中心付近に入ったときに前記積載部が前記荷物受面に倣ったと判定する、
    請求項６に記載のロボット装置。
  8. 　前記取り出し部は、開閉式のグリッパ、昇降式のリフト、昇降式のリフトに取り付けられた開閉式のグリッパのうち少なくとも１つを含む、
    請求項５に記載のロボット装置。
  9. 　前記取り出し部は、前記積載部から出没する突起部を含み、
    　前記制御部は、前記姿勢変更部を力制御して前記積載部を前記荷物受面に倣わせた後に、前記荷物受面に設けられた開口から前記突起部を突き出させて荷物をすくい上げるように制御する、
    請求項５に記載のロボット装置。
  10. 　前記取り出し部は、吸着部を含み、
    前記姿勢変更部を力制御して前記吸着部を前記荷物の壁面に倣わせた後に、前記吸着部で前記荷物の壁面を吸着して前記荷物受面から前記荷物を取り出すように制御する、
    請求項５に記載のロボット装置。
  11. 　前記取り出し部は、昇降式のリフトと前記リフトに取り付けられた開閉式のグリッパを含む、
    請求項５に記載のロボット装置。
  12. 　前記制御部は、前記取り出し部で前記荷物を取り出す際に、前記荷物の方向に支持多角形が拡大するように前記姿勢変更部又は前記移動部を制御する、
    請求項５に記載のロボット装置。
  13. 　前記移動部は可動脚を備え、
    　前記取り出し部は、前記可動脚の足先に取り付けられたグリッパを含み、
    　前記制御部は、前記可動脚を力制御して前記脚先のグリッパを床面に倣わせた後に、床面に置かれた荷物をグリッパで把持するように制御する、
    請求項５に記載のロボット装置。
  14. 　バラ積みされた荷物から特定の荷物を取り出す際に、
    　前記制御部は、前記姿勢変更部を力制御して前記積載部を前記特定の荷物の直下の荷物の上面に倣わせた後に、前記特定の荷物を取り出して前記積載部に移動させるように前記取り出し部を制御する、
    請求項５に記載のロボット装置。
  15. 　荷物を載せる積載部と、前記積載部の姿勢を変更する姿勢変更部と、前記積載部を移動させる移動部を備えたロボット装置の制御方法であって、
    　前記積載部が荷物受面に倣うように前記姿勢変更部を力制御するステップと、
    　前記荷物受面に載せられた荷物を取り出すステップと、
    を有するロボット装置の制御方法。
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