JP7523766B2 - Robot hand and robot hand system - Google Patents
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Description
本発明は、ロボットハンド及びロボットハンドシステムに関する。 The present invention relates to a robot hand and a robot hand system.
複数の可動部を有し、人の手のような動きをするロボットハンドが知られている(例えば、特許文献1を参照)。このようなロボットハンドは、対象物の移動、組み立て、製造、配置、梱包といった様々な作業分野、手術等の医療分野等に広く用いられている。 Robot hands that have multiple moving parts and move like human hands are known (see, for example, Patent Document 1). Such robot hands are widely used in a variety of work fields, such as moving, assembling, manufacturing, placing, and packaging objects, as well as in the medical field, such as surgery.
ロボットハンドが用いられる分野は多く、また、ロボットハンドに要求される作業は、より複雑化、精密化される傾向にある。例えば、ロボットハンドに要求される作業には、対象物を安定に保持し、所定の位置に移動して配置させる作業がある。このような作業において、形状、材質等が異なる複数種類の対象物を1つのロボットハンドで正確に保持して移動することが望まれている。 Robot hands are used in many fields, and the tasks required of robot hands tend to become more complex and precise. For example, one task required of a robot hand is to hold an object stably and move it to a specified position and place it there. In such tasks, it is desirable for a single robot hand to accurately hold and move multiple types of objects with different shapes, materials, etc.
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、様々な形状、材質の対象物を容易に取り扱うことができるロボットハンドを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention was made in consideration of these points, and aims to provide a robot hand that can easily handle objects of various shapes and materials.
本発明の第1の態様においては、保持する対象の物体を吸着するための第1吸着部を有する本体部と、前記本体部に設けられており、前記物体を把持するための複数の指部と、前記第1吸着部に前記物体を吸着させる場合に、複数の前記指部を移動させ、前記第1吸着部が前記本体部から突出するように前記第1吸着部を移動させる制御部とを備える、ロボットハンドを提供する。 In a first aspect of the present invention, a robot hand is provided that includes a main body having a first suction portion for adsorbing an object to be held, a plurality of finger portions provided on the main body for grasping the object, and a control unit that, when adsorbing the object to the first suction portion, moves the plurality of finger portions and moves the first suction portion so that the first suction portion protrudes from the main body.
前記第1吸着部及び複数の前記指部を移動させる駆動部を更に備え、前記制御部は、前記第1吸着部に前記物体を吸着させる場合に、前記第1吸着部が前記本体部から突出する方向において、複数の前記指部の先端と前記物体との間の距離が前記第1吸着部の前記物体側の端部と前記物体との間の距離よりも大きくなるまで複数の前記指部を移動させ、前記第1吸着部が前記本体部から前記物体に向けて突出するように前記第1吸着部を移動させるように前記駆動部を制御してもよい。 The device may further include a drive unit that moves the first suction unit and the plurality of finger portions, and the control unit may control the drive unit to move the plurality of finger portions in a direction in which the first suction unit protrudes from the main body unit when the object is to be attracted to the first suction unit, until the distance between the tips of the plurality of finger portions and the object becomes greater than the distance between the end of the first suction unit on the object side and the object, and to move the first suction unit so that the first suction unit protrudes from the main body unit toward the object.
複数の前記指部は、前記第1吸着部の周囲に配置されていてもよい。前記制御部は、複数の前記指部を移動した後に、前記第1吸着部に吸着動作をさせてもよい。前記制御部は、前記第1吸着部を前記物体に向けて移動した後に、前記第1吸着部に吸着動作をさせてもよい。 The plurality of finger portions may be arranged around the first suction portion. The control unit may move the plurality of finger portions and then cause the first suction portion to perform a suction operation. The control unit may move the first suction portion toward the object and then cause the first suction portion to perform a suction operation.
複数の前記指部のうち少なくとも一部は、前記物体と接する指先プレートを有しており、前記制御部は、前記物体を把持させる場合、複数の前記指部の間の距離を変化させ、前記物体を前記第1吸着部に吸着させる場合、前記第1吸着部が複数の前記指先プレート及び複数の前記指部の先端よりも前記物体に突出させた状態で前記第1吸着部に前記物体を吸着させてもよい。 At least some of the multiple finger portions have fingertip plates that come into contact with the object, and the control unit may vary the distance between the multiple finger portions when gripping the object, and may cause the object to be attracted to the first suction portion in a state in which the first suction portion protrudes beyond the tips of the multiple fingertip plates and the multiple finger portions toward the object when attracting the object to the first suction portion.
複数の前記指部の少なくとも一部は、前記物体を吸着するための前記第1吸着部と異なる第2吸着部を更に有し、前記第2吸着部は、前記第1吸着部が前記本体部から突出する方向に対して直交する方向を軸として前記指先プレートと共に回転可能に前記指部に設けられており、前記制御部は、前記指先プレートが前記第2吸着部よりも前記物体に近い状態と、前記第2吸着部が前記指先プレートよりも前記物体に近い状態とを切り替えてもよい。 At least some of the multiple finger portions further have a second suction portion different from the first suction portion for adsorbing the object, and the second suction portion is provided on the finger portion so as to be rotatable together with the fingertip plate about an axis perpendicular to the direction in which the first suction portion protrudes from the main body portion, and the control unit may switch between a state in which the fingertip plate is closer to the object than the second suction portion and a state in which the second suction portion is closer to the object than the fingertip plate.
前記第2吸着部は、前記第1吸着部よりも小さい形状であってもよい。前記制御部は、前記物体を前記第2吸着部に吸着させる場合、前記第2吸着部が前記指先プレートよりも前記物体に近い状態において、前記第2吸着部に前記物体を吸着させてもよい。 The second suction portion may be smaller in shape than the first suction portion. When the control unit causes the object to be attracted to the second suction portion, the control unit may cause the object to be attracted to the second suction portion in a state in which the second suction portion is closer to the object than the fingertip plate.
少なくとも1つの前記指先プレートは、前記物体に接触すると、前記物体の形状に対応して前記物体に接する面が傾斜可能となるように前記指部に取り付けられていてもよい。 At least one of the fingertip plates may be attached to the finger portion such that, upon contact with the object, the surface that contacts the object can be tilted in accordance with the shape of the object.
少なくとも2つの前記指部は、前記指先プレートをそれぞれ有しており、少なくとも2つの前記指先プレートは、前記物体を把持する場合に前記物体を挟むように配置され、前記物体に接触すると、前記物体の形状に対応して前記物体に接する接触面が傾斜するように、前記指部に取り付けられていてもよい。 At least two of the finger portions each have a fingertip plate, and the at least two fingertip plates may be arranged to sandwich the object when grasping the object, and may be attached to the finger portions so that, when the fingertip plates come into contact with the object, the contact surface that comes into contact with the object is inclined in accordance with the shape of the object.
少なくとも2つの前記指部は、前記物体を挟んで把持する場合に前記物体と対向する第1面において、前記物体の方向に突出する突起部を更に有し、少なくとも2つの前記指部において、前記指先プレートは、前記第1面と平行な方向を回転軸として回転可能となるように前記突起部にそれぞれ取り付けられていてもよい。 At least two of the finger portions may further have a protrusion protruding in the direction of the object on a first surface that faces the object when the object is pinched and grasped, and the fingertip plates of at least two of the finger portions may be attached to the protrusions so as to be rotatable about a rotation axis in a direction parallel to the first surface.
2つの前記指部が前記物体を挟んで把持する場合において、2つの前記突起部は、対向するようにそれぞれの前記指部に設けられており、2つの前記指先プレートは、前記回転軸が同一の方向を向くようにそれぞれの前記突起部に設けられていてもよい。 When the two finger portions grip the object, the two protrusions may be provided on each of the finger portions so as to face each other, and the two fingertip plates may be provided on each of the protrusions so that the rotation axes face in the same direction.
少なくとも2つの前記指先プレートは、第1方向に並び形状が異なる2つの前記物体を把持する場合、2つの前記物体の形状と配置とに対応して2つの前記物体に接触するように前記接触面が互いに異なる方向に傾斜可能に少なくとも2つの前記指部にそれぞれ取り付けられていてもよい。 When grasping two objects arranged in a first direction and having different shapes, the at least two fingertip plates may be attached to the at least two finger portions such that the contact surfaces can be tilted in different directions to contact the two objects in accordance with the shapes and arrangements of the two objects.
本発明の第2の態様においては、第1の態様のロボットハンドと、複数の前記指部または前記第1吸着部と前記物体とを撮像する撮像装置と、前記撮像装置が撮像した画像をユーザに表示する表示装置と、前記ユーザから前記ロボットハンドを動作させるための指示を受け付ける入力装置とを備え、前記制御部は、前記第1吸着部を前記本体部から前記物体に向けて突出させる場合、前記撮像装置の視野に前記第1吸着部の端部が含まれるように、複数の前記指部を移動させる、ロボットハンドシステムを提供する。 In a second aspect of the present invention, a robot hand system is provided that includes the robot hand of the first aspect, an imaging device that images the plurality of finger portions or the first suction portion and the object, a display device that displays to a user an image captured by the imaging device, and an input device that receives instructions from the user to operate the robot hand, and the control unit moves the plurality of finger portions so that the end of the first suction portion is included in the field of view of the imaging device when the first suction portion is caused to protrude from the main body portion toward the object.
本発明によれば、ロボットハンドが様々な形状、素材の対象物を容易に取り扱うことができるという効果を奏する。 The present invention has the effect of enabling a robot hand to easily handle objects of various shapes and materials.
<ロボットハンドシステム10の構成例>
図1は、本実施形態に係るロボットハンドシステム10の構成例をユーザ20および操作対象の物体30と共に示す。ロボットハンドシステム10は、ユーザ20の入力に対応する動作をロボットハンド100に実行させる。本実施例において、ロボットハンド100が物体30を保持して移動するようにユーザ20が操作する例を説明する。図1においては、ユーザ20がロボットの近くに示されているが、ユーザ20は、ロボットを視認できない場所において操作してもよい。ロボットハンドシステム10は、撮像装置40と、表示装置50と、入力装置60と、ロボットハンド100と、腕部110とを備える。撮像装置40、表示装置50、入力装置60、ロボットハンド100、および腕部110は、専用の配線又はネットワーク等で接続されている。
<Configuration Example of
FIG. 1 shows an example of the configuration of a
撮像装置40は、周辺を撮像するために設けられており、物体30とロボットハンド100の少なくとも一部とを撮像することが可能である。撮像装置40は、ユーザ20がロボットハンド100を用いて物体30を取り扱うことができるように、物体30とロボットハンド100との間の距離、当該距離の時間的な変化等を判別できる動画像を生成することが望ましい。撮像装置40は、ロボットハンド100と物体30とが接触する部分を撮像できるように配置されていることが望ましい。
The
なお、撮像装置40は、ロボットの顔の部分に設けられていることが望ましい。これにより、ロボットの顔の姿勢に応じて撮像装置40の撮像範囲が変化することとなる。そして、ユーザ20の顔の動きに連動してロボットの顔も動かすように制御することで、ユーザ20にとっては、ロボットの撮像装置40による撮像範囲をあたかも自身が見ているように感じることができる。また、撮像装置40は、被写体の動きに追従して撮像範囲に被写体を継続して含めるように被写体を追尾する機能を有してもよい。この場合、撮像装置40が取り付けられているロボットが被写体の動きに対応して撮像装置40の配置を動かしてもよい。
It is preferable that the
表示装置50は、撮像装置40が撮像した画像をユーザに表示する。表示装置50は、例えば、ユーザ20の頭部に装着されるゴーグル型のヘッドマウントディスプレイである。これに代えて、表示装置50は、机上等に設置されているディスプレイであってもよい。表示装置50は、例えば、二次元または三次元の動画像を表示する。ユーザ20は、表示装置50に表示された画像を確認しつつ、ロボットハンド100を操作する。
The
入力装置60は、ユーザ20からロボットハンド100を動作させるための指示を受け付ける。入力装置60は、例えば、ユーザ20に装着可能に形成されている。入力装置60は、例えば、ユーザ20が入力装置60を装着した手を動かしたことに応じて、ロボットハンド100を動作させるための指示を受け付ける。
The
入力装置60は、例えば、ユーザ20の手の動きと同様の動作をロボットハンド100に再現させるための指示を受け付ける。この場合、入力装置60は、ユーザ20が手を上方に挙げたことに応じて、ロボットハンド100を上方に動かす指示を受け付ける。また、入力装置60は、ユーザ20が手を握ったことに応じて、ロボットハンド100が同様の動作を実行する指示を受け付ける。
The
また、入力装置60は、ユーザ20からロボットハンド100の動作モードの入力を受け付けてもよい。例えば、入力装置60には、動作モードを入力するための入力デバイスが設けられている。また、ユーザは、入力デバイスを用いてロボットハンド100に実行させる動作を入力してもよい。入力デバイスは、ユーザ20が入力装置60を装着したまま操作できるタッチパネル、入力ボタン、スイッチ等であることが望ましい。これにより、ユーザ20はロボットハンド100の動作モードを切り替えつつ、入力装置60が装着されている手を動かしてロボットハンド100を操作する。
The
ロボットハンド100は、様々な形状、材質の物体30を保持し、移動できることが望ましい。ロボットハンド100は、図1に示すように、人の形状に形成されたロボットの手の部分に設けられている。図1は、ロボットの右手として1つのロボットハンド100が設けられている例を示すが、ロボットには複数のロボットハンド100が設けられていてもよい。ロボットハンド100は、腕部110によってロボットと接続されている。
It is desirable that the
腕部110は、ロボットハンド100を移動させる。腕部110は、例えば、ユーザ20の肩から手首の間の少なくとも一部に対応する部材である。腕部110は、ユーザ20の腕の動きに対応して動作できるように複数の関節部を有し、ロボットハンド100を移動させる。なお、腕部110は、ロボットハンド100を移動できればよく、人体の腕とは全く異なる形状であってもよい。腕部110は、既知の技術で構成されてよく、ここでは詳細な説明を省略する。
The
ロボットハンド100は、動作モードとして、例えば、物体30を把持する「把持モード」、及び物体30を吸着する「吸着モード」を有し、適切な動作モードで物体30を取り扱えるように構成されている。このようなロボットハンド100について、次に説明する。
The
<ロボットハンド100の把持モードの構成例>
図2は、本実施形態に係るロボットハンド100が把持モードで動作している状態を示す。図2に示すロボットハンド100は、ユーザ20が把持モードを選択した場合のロボットハンド100の例を示す。図2において、直交する3つの軸をX軸、Y軸、Z軸とする。図2Aは、ユーザ20が指を広げた動作の入力に対応するロボットハンド100の例を示す。また、図2Bは、ユーザ20が手を握って物をつかむ動作の入力に対応するロボットハンド100の例を示す。ロボットハンド100は、本体部120と、指部130と、駆動部140と、制御部150とを備える。
<Configuration Example of the
FIG. 2 shows a state in which the
腕部110は、本体部120を移動させる。腕部110は、例えば、ユーザ20の肩から手首の間の少なくとも一部に対応する部材である。腕部110は、ユーザ20の腕の動きに対応して動作できるように複数の関節部を有し、本体部120を移動させる。なお、腕部110は、本体部120を移動できればよく、人体の腕とは全く異なる形状であってもよい。腕部110は、既知の技術で構成されてよく、ここでは詳細な説明を省略する。
The
本体部120は、ユーザ20の手首から先の手のひら、手の甲等を含む部位に対応する部材である。本体部120はロボットの腕部110に接続されており、腕部110が本体部120を移動させる。本体部120は、保持する対象の物体30を吸着するための第1吸着部210を有する。第1吸着部210については後述する。
The
指部130は、物体30を把持するために本体部120に複数設けられている。複数の指部130は、第1吸着部210の周囲に配置されていることが望ましい。図2は、第1吸着部210の吸着面がXY面と略平行な面であり、XY面と略平行な面において、2つの指部130が第1吸着部210の周囲に設けられている例を示す。なお、図2の例のように、複数の指部130が本体部120に設けられている場合、少なくとも2つの指部130は、対向するように設けられていることが望ましい。指部130は、ユーザ20の指の動きに対応して動作できるように複数の関節部を有する。
A plurality of
複数の指部130のうち少なくとも一部は、物体30と接する指先プレート132を有する。指先プレート132は、ユーザ20の指先に対応する部材である。図2は、2つの指部のそれぞれが略同一形状の指先プレート132を有し、2つの指先プレート132が物体30に接触して把持する例を示す。なお、指先プレート132には、物体30を把持するために、V溝、凹凸形状等によるすべり止め等が形成されていてもよい。複数の指先プレート132は、それぞれ異なる形状に形成されていてもよい。また、指部130の一部は、このような指先プレート132を有さなくてもよい。この場合、指部130の先端は、物体30を把持するために、指の形状、V溝を有する形状、プレート形状等に加工されていてもよい。
At least some of the
駆動部140は、第1吸着部210及び複数の指部130を移動させる。駆動部140は、制御部150からの制御信号に対応して、複数の指部130を駆動する。駆動部140は、より少ない数のモータで複数の指部130を駆動できることが望ましい。駆動部140は、例えば、駆動可能な複数の指部130を曲げる動作、伸ばす動作等を連動させる。これにより、駆動部140は、より少ない個数のモータで(一例として1つのモータで)、複数の指部130を駆動することができる。このような駆動部140は、ロボットハンドとして既知の技術で構成されてよく、ここでは駆動部140を構成するモータ、ギア、駆動回路等の詳細な説明は省略する。
The
制御部150は、ユーザ20の動作に対応して、腕部110と駆動部140とを制御する。制御部150は、撮像装置40、表示装置50、および入力装置60と接続され、各部と情報を授受する。制御部150は、ロボットの全体を動作させる制御装置として構成されていてもよい。例えば、制御部150は、撮像装置40が撮像した画像を表示装置50に表示させる。また、制御部150は、入力装置60から入力された指示に対応して、腕部110および/または駆動部140を動作させる。なお、制御部150による腕部110の制御動作については、既知の技術であり、ここでは詳細を省略する。
The
制御部150は、例えば、CPU等で構成されている。制御部150は、サーバ等のコンピュータであってもよい。制御部150は、腕部110および本体部120から分離されていてもよく、これに代えて、制御部150の少なくとも一部は、腕部110および/または本体部120の中に設けられていてもよい。また、制御部150の少なくとも一部は、ロボットの胴体部分に設けられていてもよい。
The
制御部150は、記憶部を有する。記憶部は、ロボットハンド100が動作の過程で生成する、または動作の過程で利用する、中間データ、算出結果、閾値、およびパラメータ等を記憶してもよい。記憶部は、ロボットハンド100内の各部の要求に応じて、記憶したデータを要求元に供給してもよい。
The
記憶部は、コンピュータが制御部150として動作する場合、制御部150として機能するOS(Operating System)、およびプログラムの情報を格納してもよい。また、記憶部は、当該プログラムの実行時に参照されるデータベースを含む種々の情報を格納してもよい。例えば、コンピュータは、記憶部に記憶されたプログラムを実行することによって、制御部150として機能する。
When a computer operates as
記憶部は、例えば、コンピュータ等のBIOS(Basic Input Output System)等を格納するROM(Read Only Memory)、および作業領域となるRAM(Random Access Memory)を含む。また、記憶部は、HDD(Hard Disk Drive)および/またはSSD(Solid State Drive)等の大容量記憶装置を含んでもよい。また、コンピュータは、GPU(Graphics Processing Unit)等を更に備えてもよい。 The storage unit includes, for example, a ROM (Read Only Memory) that stores a BIOS (Basic Input Output System) of a computer or the like, and a RAM (Random Access Memory) that serves as a working area. The storage unit may also include a large-capacity storage device such as a HDD (Hard Disk Drive) and/or an SSD (Solid State Drive). The computer may further include a GPU (Graphics Processing Unit) or the like.
このような制御部150は、指部130に物体30を把持させる場合、複数の指部130の間の距離を変化させる。制御部150は、例えば、ユーザ20が指を広げた動作に対応して、複数の指部130の間の距離を大きくする。図2Aは、制御部150が2つの指部130の間の距離を大きくした状態を示す。そして図2Aは、制御部150が2つの指先プレート132をYZ面と略平行な状態にしたままX軸方向の距離をユーザ20の指の間隔に対応する距離に広げている状態を示す。ここで、2つの指先プレート132のYZ座標は略一致していることが望ましい。少なくとも、2つの指先プレート132の本体部120から最も離れている端部のZ軸の位置は、略一致していることが望ましい。
When the
また、制御部150は、例えば、ユーザ20の物をつかむ動作に対応して、複数の指部130の間の距離を小さくする。図2Bは、制御部150が2つの指部130の間の距離を小さくした状態を示す。図2Bは、図2Aに示すロボットハンド100の状態から、2つの指先プレート132のX方向の距離を小さくするように、制御部150が2つの指先プレート132を移動させた状態を示す。
The
なお、制御部150は、物体30に対応して、複数の指部130の間の距離を予め定められた距離になるように移動させてもよい。例えば、把持モードにおいて、ユーザ20が把持すべき物体30の情報を入力装置60に入力した場合、制御部150は、複数の指部130の間の距離が物体30を把持するために予め設定された第1距離となるように複数の指部130を移動させる。この場合、制御部150は、ユーザ20の物をつかむ動作に対応して、物体30を把持することが可能となる予め設定された第2距離となるように複数の指部130を移動させてもよい。ここで、第1距離および第2距離の情報は、制御部150が有する記憶部に記憶されていることが望ましい。このようにすることにより、ユーザ20は物体30を把持するために指の間隔を微調整する必要がなく、操作性が向上する。また、物体30を把持する際に指部130間の距離が必要以上に小さくなることによる物体30の破損等のリスクを低減することができる。
The
以上のように、ロボットハンド100は、複数の指先プレート132の間の距離を変更可能に構成されている。したがって、ユーザ20は、指を広げた状態で物体30の位置まで本体部120を移動させ、物をつかむ動作をすることにより、ロボットハンド100に物体30を把持させることができる。そして、ユーザ20は、物をつかんだ状態のまま物体30の移動先まで本体部120を移動させて指を広げることにより、ロボットハンド100に物体30を移動させた後に把持を解除することができる。
As described above, the
以上により、ロボットハンド100は、複数の指部130の間に入る物体30を安定に保持して移動することができる。また、ロボットハンド100は、複数の指先プレート132の間隔を調整して物体30を把持するので、スポンジ等の柔らかい物、不定形な物、袋またはパッケージに入った物等を物体30として容易に保持することができる。
As a result, the
その一方で、ロボットハンド100は、液体等が入っているボトル、缶等のように、比較的重い物は、安定に把持できない場合がある。また、一部のプラスチック容器等は、指先プレート132で把持すると大きく変形してしまい、安定に保持することができなくなってしまう場合がある。更に、複数の指先プレート132を最大に広げても把持できない程度の大きさを有する対象物は、把持モードで保持することができない。そこで、ロボットハンド100は、本体部に第1吸着部210を有し、指部130に代えて、物体30を吸着して保持する。このようなロボットハンド100の動作について、次に説明する。
On the other hand, the
<ロボットハンド100の第1吸着モードの構成例>
図3は、本実施形態に係るロボットハンド100が第1吸着モードで動作している状態を示す。図3において、直交する3つの軸をX軸、Y軸、Z軸とする。第1吸着モードのロボットハンド100は、例えば、図2等の第1吸着モードとは異なる動作モードのロボットハンド100の状態からユーザ20が第1吸着モードに切り替えた場合の例である。
<Configuration Example of the
Fig. 3 shows a state in which the
この場合、例えば、入力装置60がユーザ20からの第1吸着モードに切り替える指示を受け付けたことに応じて、制御部150が第1吸着モードに対応する構成に切り替える。なお、ロボットハンド100が備える部材は、図2に示すロボットハンド100と同様なので、それぞれの部材の説明は省略する。
In this case, for example, when the
図3は、物体30を第1吸着部210に吸着させる場合に、複数の指部130を移動させ、第1吸着部210が本体部120から突出するように第1吸着部210を移動させたロボットハンド100の一例を示す。この場合、駆動部140は、複数の指部130を駆動し、また、第1吸着部210を突出させるように駆動する。そして、制御部150は、駆動部140を制御して、第1吸着部210を突出させる。
Figure 3 shows an example of a
なお、駆動部140は、複数の指部130を駆動するモータ等を含む駆動系を用いて第1吸着部210を突出させるように構成されていることが望ましい。この場合、駆動部140は、複数の指部130と第1吸着部210とを連動させて、共通の駆動系で駆動する。これにより、駆動部140は、より少ない個数のモータで構成することができ、本体部120のサイズが大きくなることを抑制できる。
It is preferable that the
例えば、制御部150は、複数の指部130を移動させてから第1吸着部210を突出させる。これにより、突出する第1吸着部210が指部130に接触することを防止することができる。言い替えると、制御部150は、第1吸着部210が突出しても第1吸着部210が指部130に接触しない位置まで、複数の指部130を移動させる。
For example, the
また、制御部150は、複数の指部130を移動した後に、第1吸着部210に吸着動作をさせてよい。ユーザ20は、ロボットハンド100を物体30に近接するように移動させることで、物体30を第1吸着部210に吸着できる。これにより、第1吸着部210に物体30を吸着させる場合に、指部130と物体30とが接触することを防止することができる。言い替えると、制御部150は、第1吸着部210が物体30に接触して吸着する場合に、物体30と指部130とが接触しない位置まで、複数の指部130を移動させる。制御部150は、例えば、第1吸着部210の突出する向きとは逆向きに複数の指部130を移動させる。
The
また、制御部150は、第1吸着部210に物体30を吸着させる場合に、複数の指部130を第1吸着部210の突出する向きとは逆向きにより大きく移動させてもよい。例えば、制御部150は、第1吸着部210が本体部120から突出する方向(Z軸方向)において、複数の指部130の先端と物体30との間の距離が第1吸着部210の物体30側の端部と物体30との間の距離よりも大きくなるまで複数の指部130を移動させる。そして、制御部150は、第1吸着部210が本体部120から物体30に向けて突出するように第1吸着部210を移動させるように駆動部140を制御する。
In addition, when the
図3は、Z軸方向において、複数の指部130の先端と物体30との間の距離が本体部120の物体30とは反対側の端部と物体30との間の距離よりも大きくなるまで、制御部150が複数の指部130を移動させた例を示す。このように、制御部150は、物体30を第1吸着部210に吸着させる場合、第1吸着部210が複数の指先プレート132よりも物体30に突出させた状態で第1吸着部210に物体30を吸着させる。なお、後述するように、指先プレート132が指部130の先端になっていないこともある。この場合、制御部150は、第1吸着部210が複数の指部130よりも物体30に突出させた状態で第1吸着部210に物体30を吸着させることが望ましい。制御部150は、例えば、指部130と本体部120と接続している関節を90度以上180度未満の範囲で回転させることにより、指部130の先端が向く方向を変更する。
3 shows an example in which the
以上のように、制御部150が複数の指部130を第1吸着部210から離れた位置に移動させることにより、第1吸着部210が物体30を吸着する部分の視認性を向上させることができる。例えば、把持モードの場合、撮像装置40は、複数の指部130と物体30とを撮像する。この場合、撮像装置40と指部130の先端との間に障害物等が存在しても、障害物を移動するか、撮像装置40の位置を移動することで、撮像装置40の視野に指部130の先端と物体30とを含めることができる。
As described above, the
一方、ユーザ20が動作モードを切り替えて、第1吸着モードにした場合、撮像装置40は、複数の指部130または第1吸着部210と物体30とを撮像する。この場合、撮像装置40と第1吸着部210の間に指部130が位置してしまうことがある。そこで、制御部150は、第1吸着部210を本体部120から物体30に向けて突出させる場合、撮像装置40の視野に第1吸着部210の端部が含まれるように、複数の指部130を移動させる。
On the other hand, when the user 20 switches the operating mode to the first suction mode, the
これにより、ユーザ20が第1吸着部210を用いて物体30を吸着する際に、指部130が、ユーザ20に対して第1吸着部210と物体30とが接する位置を遮って視認性の悪い死角を形成してしまうことを低減できる。したがって、ユーザ20は、物体30と第1吸着部210とを確認しつつ、ロボットハンド100の吸着動作を容易に操作することができる。
This reduces the risk of the
制御部150は、第1吸着部210を物体30に向けて移動した後に、第1吸着部210に吸着動作をさせる。例えば、ユーザ20は、ロボットハンド100を物体30に近接するように移動させた後に、物体30を吸着させる指示を入力装置60に入力する。そして、制御部150は、例えば、不図示のポンプ等のバルブを制御して、第1吸着部210の吸着面を低圧にして物体30を吸着させる。これにより、第1吸着部210は、物体30を安定に保持することができる。
The
なお、ユーザ20がロボットハンド100を物体30に近接するように移動させる場合、制御部150は、予め定められた速度以上でロボットハンド100が移動しないように、腕部110を動作させることが望ましい。例えば、制御部150は、第1吸着モードに切り替わったことに応じて、ロボットハンド100の移動速度を制限する。これに代えて、ロボットハンド100は、第1吸着部210及び物体30の間の距離を測定する距離センサを更に備え、制御部150は、距離センサによる距離の測定結果が閾値以下になったことに応じて、ロボットハンド100の移動速度を制限してもよい。これにより、第1吸着部210は、物体30に強い衝撃を与えることなく、物体30に接触させることができ、物体30を安定に保持できる。
When the user 20 moves the
また、第1吸着部210を用いて物体30を吸着させる場合、制御部150は、物体30を保持する面の向きに対応させて、第1吸着部210の吸着面を調節可能であることが望ましい。例えば、制御部150は、撮像装置40が撮像した画像を解析して、第1吸着部210に近接する物体30の面の向きを算出する。制御部150は、吸着面と物体30の面との相対的な角度の差を算出してもよい。そして、制御部150は、第1吸着部210の突出方向が、算出した物体30の面の向きと略垂直となるように物体30に対する本体部120の角度を変更する。これにより、第1吸着部210は、物体30にスムーズに接触させることができ、物体30を安定に保持できる。
When the
また、物体30を第1吸着部210が吸着した状態において、ユーザ20は、物体30の移動先まで腕を動かし、物体30の吸着を解除する指示を入力装置60に入力する。これにより、ロボットハンド100が物体30を移動先に移動させた後に、制御部150は、第1吸着部210の吸着面を常圧に戻して吸着を解除させる。これにより、ロボットハンド100は、把持モードでは安定に把持することが困難な物体30等であっても、第1吸着部210の吸着面に対応する平面を有する物体30であれば、安定に移動させることができる。
In addition, with the
以上のように、本実施形態に係るロボットハンド100は、様々な形状、素材の対象物を容易に取り扱うことができる。また、ロボットハンド100は、物体30を取り扱っている状態の視認性を向上させることができるので、ユーザ20はロボットハンド100を用いて物体30を容易に取り扱うことができる。
As described above, the
なお、以上のロボットハンド100において、第1吸着部210の吸着面に対応していない平面を有する物体30の場合、安定に保持することが困難となる場合がある。例えば、より大きく、より重い対象物を移動させる場合、第1吸着部210の吸着面は、より大きい方がよい。しかしながら、このような対象物を想定した場合、第1吸着部210の吸着面よりも小さい面積の平面しか有さない物体30を吸着することは困難になってしまう。
In the
そこで、ロボットハンド100の本体部120に第1吸着部210と同等の複数の吸着部を設けることが考えられるが、この場合、本体部120等の大きさが大きくなってしまい、取扱いが困難になってしまうことがあった。そこで、本体部120のサイズの大型化を抑制しつつ、複数種類の吸着部を設けたロボットハンド100について、次に説明する。
It is therefore conceivable to provide the
<ロボットハンド100の第2吸着モードの構成例>
図4は、本実施形態に係るロボットハンド100の第2吸着モードの構成例を示す。図4において、直交する3つの軸をX軸、Y軸、Z軸とする。第2吸着モードのロボットハンド100は、例えば、図2、図3等の第2吸着モードとは異なる動作モードのロボットハンド100の状態からユーザ20が第2吸着モードに切り替えた場合の例である。
<Configuration Example of the Second Adsorption Mode of the
Fig. 4 shows an example of the configuration of the second suction mode of the
この場合、例えば、入力装置60がユーザ20から第2吸着モードに切り替える指示を受け付けたことに応じて、制御部150が第2吸着モードに対応する構成に切り替える。第2吸着モードに切り替え可能なロボットハンド100は、第2吸着部220を更に有する。
In this case, for example, in response to the
第2吸着部220は、物体30を吸着するための部材であり、複数の指部130の少なくとも一部に設けられている。第2吸着部220は、第1吸着部210と異なる。第2吸着部220は、例えば、吸着面の面積が第1吸着部210とは異なる。図4は、2つの指部130が第1吸着部210よりも小さい形状の第2吸着部220を有する例を示す。
The
第2吸着部220は、物体30の把持手段として、指先プレート132と変更可能に設けられている。例えば、第2吸着部220は、第1吸着部210が本体部120から突出する方向に対して直交する方向を軸として指先プレート132と共に回転可能に指部130に設けられている。図4は、Z軸に垂直なY軸と略平行な方向を軸として指先プレート132および第2吸着部220が回転して、指部130の先端が指先プレート132に切り替わった例を示す。
The
この場合、例えば、駆動部140が指先プレート132および第2吸着部220を回転させる。そして、制御部150は、駆動部140を制御して、指先プレート132が第2吸着部220よりも物体30に近い状態と、第2吸着部220が指先プレート132よりも物体30に近い状態とを切り替える。
In this case, for example, the
そして、制御部150は、物体30を第2吸着部220に吸着させる場合、第2吸着部220が指先プレート132よりも物体30に近い状態において、第2吸着部220に吸着動作をさせる。例えば、入力装置60は、ユーザ20から物体30を吸着させる指示を受け付ける。そして、制御部150は、例えば、不図示のポンプ等のバルブを制御して、第2吸着部220の吸着面を低圧にして物体30を吸着させる。これにより、第2吸着部220は、物体30を安定に保持することができる。
When the
また、物体30を第2吸着部220が吸着した状態において、ユーザ20は、物体30の移動先まで腕を動かし、物体30の吸着を解除する指示を入力装置60に入力する。これにより、ロボットハンド100が物体30を移動先に移動させた後に、制御部150は、第2吸着部220の吸着面を常圧に戻して吸着を解除させる。以上のように、ロボットハンド100は、把持モードおよび第1吸着モードでは安定に保持することが困難な物体30等であっても、第2吸着部220の吸着面に対応する平面を有する物体30であれば、安定に移動させることができる。
Furthermore, with the
第2吸着部220は、第1吸着部210とは異なる形状の吸着面を有するので、第1吸着部210を用いて吸着することが困難な物体30を吸着することができる。例えば、第2吸着部220は、液体が入っているボトルのキャップの上面といったように、比較的表面積が小さい面を有する物体30を吸着する。この場合、第1吸着部210は、ボトルのキャップの上面よりも面積が大きい面を有する物体30、複数の指先プレート132を最大に広げても把持できない程度の大きさを有する物体30等を吸着することが望ましい。
The
なお、複数の指部130が第2吸着部220を有する場合、複数の指部130は、それぞれ異なる大きさの第2吸着部220を有してもよい。また、1つの指部130が複数の第2吸着部220を有してもよい。これにより、例えば、1つのロボットハンド100が複数のボトルを保持して移動させることができる。
When
以上の本実施形態に係るロボットハンド100は、物体30を把持する複数の指部130と、物体30を吸着する第1吸着部210、第2吸着部220を備える例を説明したが、これに限定されることはない。例えば、本体部120に設けられている第1吸着部210は、指部130と異なる動作で物体30を保持する部材の例であり、物体30を保持できる部材であれば他の構成でもよい。例えば、指部130よりも小さいピンセット形状の部材、物体30と勘合して保持する部材等である。
The
以上のように、ロボットハンド100は、本体部120に第1吸着モードで用いる第1吸着部210が設けられており、第1吸着部210の周囲に把持モードで用いる複数の指部130が設けられており、指部130の先端に指先プレート132と交換可能に第2吸着モードで用いる第2吸着部220が設けられている。このように、ロボットハンド100は、異なる種類の吸着部を本体部120と指部130とに配置するので、本体部120の大型化を抑制しつつ、複数種類の物体30を保持できる。
As described above, the
以上のロボットハンド100において、本体部120および第1吸着部210の少なくとも一方は、第1吸着部210の突出方向を軸として回転可能に構成されていることが望ましい。言い替えると、ロボットハンド100は、物体30を保持したまま物体30を回転させる機能を有することが望ましい。これにより、例えば、物体30が様々な方向を向いていても、ロボットハンド100は、物体30を保持して回転させてから保持を解除することにより、物体30を所定の配置方向に変更することができる。よって、例えば商品に貼付されている商品ラベルの向きを揃えて棚に陳列する際等に有効である。
In the
なお、以上の本実施形態に係るロボットハンド100は、ユーザ20の指示に対応して、ほぼリアルタイムで物体30の処理を実行できることが望ましいが、これに限定されることはない。例えば、ユーザ20の指示等を予め記憶部等に記憶し、ユーザ20が指示した時間とは異なる所定の時間にユーザ20の指示等を読み出して物体30の処理を実行してもよい。
It is desirable for the
以上の本実施形態に係るロボットハンド100において、第1吸着部210および第2吸着部220がポンプ等に接続されており、物体30を吸着して保持する例を説明した。この場合、第1吸着部210の吸着面および/または第2吸着部220の吸着面とポンプとの間には、圧力センサが設けられていることが望ましい。また、制御部150は、圧力センサの検出結果を受け取れるように構成されていることがより望ましい。これにより、例えば、制御部150は、圧力の検出結果と閾値とを比較することにより、吸着面が物体30に密着して安定に吸着できているか否かを判定できる。
In the above embodiment of the
この場合、制御部150は、吸着面の吸着状態の判定結果を表示装置50に表示してもよく、また、音声等により通知してもよい。そして、制御部150は、吸着面の吸着状態が良好な判定結果となるまで、ユーザ20の指示に対応する次の動作へは移行せず、吸着動作を継続させることが望ましい。この場合、制御部150は、表示装置50に次の動作に移行できないことを表示してもよく、また、音声等により通知してもよい。
In this case, the
更に、制御部150は、ロボットハンド100が物体30を吸着した状態を継続している場合、圧力センサの検出結果の変化を継続して監視することが望ましい。これにより、例えば、制御部150は、ロボットハンド100から物体30が落下した場合、吸着面から物体30がずれてしまった場合等を速やかに検出することができ、また、ユーザ20に通知することできる。
Furthermore, it is desirable for the
また、制御部150は、吸着面を常圧に戻して吸着を解除させる場合に、圧力センサの検出結果を確認してもよい。例えば、制御部150は、圧力センサの検出結果が常圧に戻るまで、ユーザ20の指示に対応する次の動作へは移行しない。ここで、制御部150は、所定の時間が経過しても圧力センサの検出結果が常圧に戻らなかった場合、ユーザ20に異常を通知することが望ましい。
The
以上の本実施形態に係るロボットハンド100において、制御部150が圧力センサの検出結果を用いて物体30の保持状態を確認する例を説明したが、これに限定されることはない。例えば、吸着面に接触センサが設けられていてもよく、また、本体部120に距離センサが設けられていてもよい。制御部150は、このようなセンサの検出結果を用いることにより、物体30の保持状態を確認することができる。
In the above embodiment of the
以上の本実施形態に係るロボットハンド100において、ユーザ20は物体30に対応して把持モードおよび吸着モードを切り替えて物体30を保持する例を説明したが、これに限定されることはない。例えば、ロボットハンド100は、複数の指部130で物体30を把持しつつ、第1吸着部210で物体30を吸着してもよい。例えば、制御部150は、複数の指部130で物体30を把持した後に、第1吸着部210を突出させて吸着動作をさせる。これにより、把持モードおよび吸着モードのいずれかで物体30を保持する場合と比較して、より安定に物体30を保持することができ、ロボットハンド100は、より多くの種類の物体30に対応して取り扱うことができる。
In the above embodiment of the
<ロボットハンド100の六面図の例>
図5から図11には、本実施形態に係るロボットハンド100を実際に設計及び制作した場合の斜視図および六面図を示す。図5は、本実施形態に係るロボットハンド100が第2吸着モードで動作している状態における斜視図の一例を示す。図6は、図5に示すロボットハンド100の正面図の一例を示す。ここで、ロボットハンド100が物体30と対向する面を正面とした。図7は、図5に示すロボットハンド100の左側面図の一例を示す。図8は、図5に示すロボットハンド100の右側面図の一例を示す。図9は、図5に示すロボットハンド100の平面図の一例を示す。図10は、図5に示すロボットハンド100の底面図の一例を示す。図11は、図5に示すロボットハンド100の背面図の一例を示す。
<Example of six-sided view of the
5 to 11 show a perspective view and six-sided views of the
<ロボットハンド100の変形例>
以上の本実施形態に係るロボットハンド100において、指先プレート132が物体30に接触して把持する例を説明した。ここで、指先プレート132は、物体30に接触すると、物体30の形状に対応して揺動するように指部130に設けられていてもよい。このような指先プレート132を備えるロボットハンド100について次に説明する。
<Modifications of the
In the above, an example has been described in which the
図12は、本実施形態に係るロボットハンド100の変形例を示す。本変形例のロボットハンド100において、図2から図4に示された本実施形態に係るロボットハンド100の動作と略同一のものには同一の符号を付け、説明を省略する。図12Aは、本変形例のロボットハンド100の全体の構成例を示す。また、図12Bは、図12Aに矢印で示した+Z向きの方向から見た本変形例のロボットハンド100の指部130および指先プレート132の一例を示す。
Figure 12 shows a modified version of the
本変形例のロボットハンド100は、少なくとも1つの指先プレート132が、物体30に接触すると、物体30の形状に対応して物体30に接する面が傾斜可能となるように指部に取り付けられている。例えば、物体30の形状の一部が傾斜していることがある。このような場合、1つの指先プレート132が物体30の形状に対応して傾斜するだけでも、ロボットハンド100は、物体30との接触面を増加させつつ物体30を把持できる。したがって、ロボットハンド100は、様々な形状の物体30をより安定に把持することができる。
In the
また、ロボットハンド100は、複数の指先プレート132が物体30の形状に対応して傾斜してもよい。例えば、少なくとも2つの指部130は、指先プレート132をそれぞれ有する。そして、少なくとも2つの指先プレート132は、物体30を把持する場合に物体30を挟むように配置され、物体30に接触すると、物体30の形状に対応して物体30に接する接触面が傾斜するように、指部に取り付けられている。図12は、2つの指先プレート132aおよび指先プレート132bが物体30の形状に対応して傾斜可能となるように指部130aおよび指部130bのそれぞれに設けられている例を示す。
The
この場合、例えば、2つの指部130は、物体30を挟んで把持する場合に物体30と対向する第1面134において、物体30の方向に突出する突起部136を更に有する。図12は、指部130aが第1面134aにおいて突起部136aを有し、指部130bが第1面134bにおいて突起部136bを有する例を示す。
In this case, for example, the two
そして、指先プレート132は、突起部136に取り付けられている。例えば、指部130aにおいて、指先プレート132aは、第1面134aと平行な方向を回転軸として回転可能となるように突起部136aに取り付けられている。同様に、指部130bにおいて、指先プレート132bは、第1面134bと平行な方向を回転軸として回転可能となるように突起部136bに取り付けられている。例えば、突起部136が指部130に固定され、指先プレート132が可動するように、指先プレート132および突起部136がヒンジ状に組み合わされている。
The
また、図12は、2つの指部130が物体30を挟んで把持する場合において、2つの突起部136が対向するようにそれぞれの指部130に設けられている例を示す。そして、2つの指先プレート132は、回転軸が同一の方向を向くようにそれぞれの突起部136に設けられている。図12は、2つの指先プレート132の回転軸がZ方向と略同一の方向をそれぞれ向いている例を示す。この場合、ロボットハンド100は、より複雑な形状の物体30を安定に把持することができる。また、以上のロボットハンド100は、異なる大きさの物体30を複数把持することも可能となる。
Figure 12 also shows an example in which, when two
図13は、本実施形態に係る2つの指先プレート132が2つの物体30を把持している例を示す。この場合、2つの指先プレート132aおよび指先プレート132bは、2つの物体30aおよび物体30bの形状と配置とに対応して、接触面が互いに異なる方向に傾斜可能となるように2つの指部130aおよび指部130bにそれぞれ取り付けられている。これにより、2つの指先プレート132aおよび指先プレート132bは、第1方向に並び形状が異なる2つの物体30aおよび物体30bに接触することができ、2つの物体30aおよび物体30bを把持することができる。なお、図13において、第1方向をY軸方向と略平行な方向としている。
Figure 13 shows an example in which two
なお、指先プレート132が傾斜可能な角度の範囲は、予め定められた角度範囲であることが望ましい。例えば、指先プレート132は、物体30に接触する面と反対側の面が指部130の第1面134に衝突する範囲において、傾斜可能となるように設けられている。また、指先プレート132の傾斜可能な角度範囲は、調節可能であることがより望ましい。これに加えて、指先プレート132は、傾斜角度が所定の角度に固定されている状態と傾斜角度が調節可能な状態とが切り換え可能に設けられていてもよい。
The range of angles within which the
例えば、指部130の第1面134には、突起部136と略同一の方向に突出している1または複数の調節部138が設けられている。この場合、指先プレート132は、調節部138に突き当たる範囲において、傾斜可能となるように設けられている。ここで、調節部138が第1面134から突出している距離は、手動または駆動部140等により、調節可能であることが望ましい。そして、例えば、突起部136が第1面134から突出している距離(高さ)と、調節部138が第1面134から突出している距離(高さ)とを略一致させることにより、指先プレート132を傾斜角度0度の状態で固定することができる。図13には、指部130aに2つの調節部138aが設けられており、指部130bに2つの調節部138bが設けられている例を示す。
For example, the first surface 134 of the
これに代えて、または、これに加えて、指部130の突起部136が第1面134から突出している距離が調節可能であってもよい。言い換えると、突起部136は、第1面134からの高さが調節可能に設けられており、これにより、指先プレート132の回転軸と指部130の第1面134との間の距離が調節可能となる。例えば、突起部136の高さが高くなると指先プレート132の傾斜可能な角度範囲は大きくなり、突起部136の高さが低くなると指先プレート132の傾斜可能な角度範囲は小さくなる。なお、突起部136の高さを設定できる最低の高さにすることで、指先プレート132の少なくとも一部が指部130に密着して指先プレート132を傾斜角度0度の状態で固定できることが望ましい。突起部136の高さは、手動または駆動部140等により、調節可能であることが望ましい。
Alternatively or in addition, the distance by which the protrusion 136 of the
以上の指先プレート132の動作は、ロボットハンド100が把持モードで動作している場合に限定されることはない。例えば、ロボットハンド100が第1吸着モードおよび/または第2吸着モードで動作する場合に、指先プレート132は傾斜角度が所定の角度となって指部130に固定されてもよい。これにより、ロボットハンド100は、指先プレート132が固定されて安定化された状態で、物体30を吸着する動作を実行できる。特に、突起部136を指部130に格納し(突起部136の高さを0にし)、指先プレート132を指部130に密着させる(傾斜角度0度の状態で固定する)ことにより、吸着動作を行う際に指先プレート132が外側に張り出すことがなく、操作性を改善できる。
The above-described operation of the
以上の本実施形態に係るロボットハンド100において、指先プレート132の回転軸がZ方向と略同一の方向を向いている例を説明したが、これに限定されることはない。指先プレート132の回転軸は、第1面134aと平行な方向であることが好ましく、例えば、Y方向と略同一の方向を向いていてもよい。
In the above embodiment of the
以上の本実施形態に係るロボットハンド100において、指先プレート132が指部130の突起部136に傾斜可能に取り付けられている例を説明したが、これに限定されることはない。指先プレート132は、物体30に接触すると、物体30の形状に対応して物体に接する面が傾斜可能であればよい。例えば、指先プレート132と指部130との間に、弾性を有する材料が設けられていてもよい。
In the above embodiment of the
図14は、本実施形態に係る指部130および指先プレート132の変形例を示す。図14は、指先プレート132と指部130との間に複数のバネが設けられている例を示す。複数のバネは、Y方向またはZ方向に配列されていてもよく、また、Y方向およびZ方向に配列されていてもよい。このように、指先プレート132と指部130との間に弾性を有する材料が設けられていることにより、指先プレート132が物体30に接触すると指先プレート132は物体30の形状に対応して種々の方向に傾斜することができる。
Figure 14 shows a modified example of the
なお、複数のバネは、一部のバネの弾性係数が他のバネの弾性係数よりも異なるように設けられていてもよい。例えば、図14の例において、Y方向に配列されている複数のバネのうち、+Y側および-Y側の外側のバネの弾性係数よりも中央に配列されているバネの弾性係数の方が大きくなるように設けられる。これにより、指先プレート132は、予め定められた方向に傾斜しやすくすることができる。なお、図14は、弾性を有する材料として、複数のバネが設けられている例を示したが、これに限定されることはない。弾性を有する材料は、板バネ、ゴム、低反発材料等でもよい。
The multiple springs may be arranged so that the elastic coefficient of some of the springs is different from the elastic coefficient of the other springs. For example, in the example of FIG. 14, among the multiple springs arranged in the Y direction, the elastic coefficient of the spring arranged in the center is set to be greater than the elastic coefficient of the outer springs on the +Y side and -Y side. This makes it easier for the
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。 Although the present invention has been described above using embodiments, the technical scope of the present invention is not limited to the scope described in the above embodiments, and various modifications and changes are possible within the scope of the gist of the invention. For example, all or part of the device can be configured by distributing or integrating functionally or physically in any unit. In addition, new embodiments resulting from any combination of multiple embodiments are also included in the embodiments of the present invention. The effect of the new embodiment resulting from the combination also has the effect of the original embodiment.
10 ロボットハンドシステム
20 ユーザ
30 物体
40 撮像装置
50 表示装置
60 入力装置
100 ロボットハンド
110 腕部
120 本体部
130 指部
132 指先プレート
134 第1面
136 突起部
138 調節部
140 駆動部
150 制御部
210 第1吸着部
220 第2吸着部
REFERENCE SIGNS
Claims (13)
前記本体部に設けられており、前記物体を把持するための複数の指部と、
前記第1吸着部に前記物体を吸着させる場合に、複数の前記指部を移動させ、前記第1吸着部が前記本体部から突出するように前記第1吸着部を移動させる制御部と
を備え、
複数の前記指部のうち少なくとも一部は、前記物体と接する指先プレートを有しており、
前記制御部は、
前記物体を把持させる場合、複数の前記指部の間の距離を変化させ、
前記物体を前記第1吸着部に吸着させる場合、前記第1吸着部が複数の前記指先プレート及び複数の前記指部の先端よりも前記物体に突出させた状態で前記第1吸着部に前記物体を吸着させ、
複数の前記指部の少なくとも一部は、前記物体を吸着するための前記第1吸着部と異なる第2吸着部を更に有し、
前記第2吸着部は、前記第1吸着部が前記本体部から突出する方向に対して直交する方向を軸として前記指先プレートと共に回転可能に前記指部に設けられており、
前記制御部は、前記指先プレートが前記第2吸着部よりも前記物体に近い状態と、前記第2吸着部が前記指先プレートよりも前記物体に近い状態とを切り替える、ロボットハンド。 a main body having a first suction portion for suctioning an object to be held;
A plurality of fingers provided on the main body for gripping the object;
a control unit that moves the plurality of finger units and moves the first suction units so that the first suction units protrude from the main body unit when the object is to be suctioned by the first suction units ,
At least some of the plurality of finger portions have fingertip plates that come into contact with the object,
The control unit is
When the object is to be grasped, a distance between the plurality of fingers is changed,
When the object is attracted to the first suction portion, the object is attracted to the first suction portion in a state in which the first suction portion protrudes beyond the tips of the fingertip plates and the finger portions, and
At least some of the plurality of finger portions further include a second suction portion different from the first suction portion for suctioning the object,
the second suction portion is provided on the finger portion so as to be rotatable together with the fingertip plate about an axis perpendicular to a direction in which the first suction portion protrudes from the main body portion,
The control unit switches between a state in which the fingertip plate is closer to the object than the second suction portion and a state in which the second suction portion is closer to the object than the fingertip plate .
前記制御部は、前記第1吸着部に前記物体を吸着させる場合に、前記第1吸着部が前記本体部から突出する方向において、複数の前記指部の先端と前記物体との間の距離が前記第1吸着部の前記物体側の端部と前記物体との間の距離よりも大きくなるまで複数の前記指部を移動させ、前記第1吸着部が前記本体部から前記物体に向けて突出するように前記第1吸着部を移動させるように前記駆動部を制御する、
請求項1に記載のロボットハンド。 A drive unit that moves the first suction portion and the plurality of finger portions,
the control unit, when causing the first suction unit to suction the object, moves the plurality of finger portions in a direction in which the first suction unit protrudes from the main body unit until a distance between tips of the plurality of finger portions and the object becomes greater than a distance between an end portion of the first suction unit on the object side and the object, and controls the drive unit to move the first suction unit so that the first suction unit protrudes from the main body unit toward the object.
The robot hand according to claim 1 .
請求項1から3のいずれか一項に記載のロボットハンド。 The control unit causes the first suction unit to perform a suction operation after the plurality of finger units are moved.
The robot hand according to any one of claims 1 to 3.
請求項1から4のいずれか一項に記載のロボットハンド。 The control unit moves the first suction unit toward the object and then causes the first suction unit to perform a suction operation.
The robot hand according to any one of claims 1 to 4.
請求項1に記載のロボットハンド。 At least one of the fingertip plates is attached to the finger portion such that, when the fingertip plate comes into contact with the object, a surface that contacts the object can be tilted in accordance with the shape of the object.
The robot hand according to claim 1 .
少なくとも2つの前記指先プレートは、
前記物体を把持する場合に前記物体を挟むように配置され、
前記物体に接触すると、前記物体の形状に対応して前記物体に接する接触面が傾斜するように、
前記指部に取り付けられている、
請求項8に記載のロボットハンド。 At least two of the fingers each have a fingertip plate;
At least two of the fingertip plates include:
The object is grasped by the pair of grippers, and the pair of grippers is disposed to pinch the object when grasping the object.
When the object is contacted, the contact surface in contact with the object is inclined in accordance with the shape of the object.
Attached to the finger portion,
The robot hand according to claim 8 .
少なくとも2つの前記指部において、前記指先プレートは、前記第1面と平行な方向を回転軸として回転可能となるように前記突起部にそれぞれ取り付けられている、
請求項9に記載のロボットハンド。 At least two of the finger portions further have a protrusion portion protruding toward the object on a first surface facing the object when the object is pinched and grasped,
In at least two of the finger portions, the fingertip plates are attached to the protrusions so as to be rotatable about a rotation axis in a direction parallel to the first surface.
The robot hand according to claim 9 .
2つの前記突起部は、対向するようにそれぞれの前記指部に設けられており、
2つの前記指先プレートは、前記回転軸が同一の方向を向くようにそれぞれの前記突起部に設けられている、
請求項10に記載のロボットハンド。 When the two finger portions pinch and grasp the object,
The two protrusions are provided on the respective finger portions so as to face each other,
The two fingertip plates are provided on the respective protrusions so that the rotation axes face in the same direction.
The robot hand according to claim 10 .
複数の前記指部または前記第1吸着部と前記物体とを撮像する撮像装置と、
前記撮像装置が撮像した画像をユーザに表示する表示装置と、
前記ユーザから前記ロボットハンドを動作させるための指示を受け付ける入力装置と
を備え、
前記制御部は、前記第1吸着部を前記本体部から前記物体に向けて突出させる場合、前記撮像装置の視野に前記第1吸着部の端部が含まれるように、複数の前記指部を移動させる、
ロボットハンドシステム。 The robot hand according to any one of claims 1 to 12 ,
an imaging device that images a plurality of the finger portions or the first suction portions and the object;
a display device that displays an image captured by the imaging device to a user;
an input device that receives an instruction from the user to operate the robot hand,
the control unit, when causing the first suction portion to protrude from the main body toward the object, moves the plurality of finger portions so that an end of the first suction portion is included in a field of view of the imaging device.
Robotic hand system.
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