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JP7674124B2 - Robot Hand System - Google Patents
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JP7674124B2 JP2021048961A JP2021048961A JP7674124B2 JP 7674124 B2 JP7674124 B2 JP 7674124B2 JP 2021048961 A JP2021048961 A JP 2021048961A JP 2021048961 A JP2021048961 A JP 2021048961A JP 7674124 B2 JP7674124 B2 JP 7674124B2
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Description

本発明は、投光装置、投光方法およびロボットハンドシステムに関する。 The present invention relates to a light-projecting device, a light-projecting method, and a robot hand system.

工業製品の生産現場では、把持対象物を把持するための、ロボットハンドを持つ産業用ロボットが多用されている。ロボットハンドで把持対象物の把持や吸着を行うためには、ロボットハンドと把持対象物の距離に関する情報と、把持対象物の姿勢(傾き)に関する情報が必要になる。 Industrial robots equipped with robotic hands are widely used in industrial production sites to grasp objects. In order for a robotic hand to grasp or pick up an object, information is required regarding the distance between the robotic hand and the object, as well as information regarding the posture (tilt) of the object.

ロボットハンドと把持対象物の距離に関する情報を得るための技術が、例えば、特許文献1に開示されている。この技術では、把持対象物を把持するための複数の指を持つロボットハンドで、2つの異なる指から、色の異なるコリメート光を把持対象物の近傍で交差するように照射する。コリメート光によって形成されたスポットの色に基づいて、スポットがどちらの光源によって形成されたものであるかを識別し、その位置関係とスポット間の距離に基づいて、ロボットハンドから把持対象物までの距離に関する情報を得ることができる。 A technology for obtaining information regarding the distance between a robot hand and an object to be grasped is disclosed, for example, in Patent Document 1. In this technology, a robot hand has multiple fingers for grasping an object to be grasped, and two different fingers irradiate collimated light of different colors so that they intersect near the object to be grasped. Based on the color of the spot formed by the collimated light, it is possible to identify which light source formed the spot, and based on the positional relationship and the distance between the spots, information regarding the distance from the robot hand to the object to be grasped can be obtained.

また、把持対象物の姿勢を把握するための技術が、例えば、特許文献2に開示されている。この技術では、3次元画像撮像装置を用いて、把持対象物の3次元画像を撮像し、この3次元画像に基づいて把持対象物に該当する3次元点群を取得し、この3次元点群に基づいて把持対象物の姿勢を算出する。 Furthermore, a technology for grasping the posture of a grasped object is disclosed, for example, in Patent Document 2. In this technology, a three-dimensional image capturing device is used to capture a three-dimensional image of the grasped object, a three-dimensional point cloud corresponding to the grasped object is obtained based on this three-dimensional image, and the posture of the grasped object is calculated based on this three-dimensional point cloud.

特開2005-297100号公報JP 2005-297100 A 特開2021-016910号公報JP 2021-016910 A

特許文献1の技術では、距離に関する情報は得られるが、把持対象物の姿勢に関する情報が得られないという問題があった。 The technology in Patent Document 1 can obtain information about distance, but has the problem of not being able to obtain information about the posture of the object to be grasped.

また、特許文献2の技術では、3次元画像を撮像する3次元画像撮像装置を用いており、装置が高価になるという問題があった。 In addition, the technology in Patent Document 2 uses a three-dimensional image capture device to capture three-dimensional images, which poses the problem of the device being expensive.

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、安価な構成で、ロボットハンドから把持対象物までの距離に関する情報と、ロボットハンドから見た把持対象物の姿勢に関する情報とを提示できる投光装置を提供することを目的としている。 The present invention was made in consideration of the above problems, and aims to provide a light-projecting device that is inexpensive and can display information about the distance from a robot hand to an object to be grasped, and information about the posture of the object to be grasped as viewed from the robot hand.

上記の課題を解決するため、本発明の投光装置は、投光装置は、ロボットアームに取り付けられたロボットハンドに対して第1の位置に固定された第1の投光手段と、前記ロボットハンドに対して前記第1の位置とは異なる第2の位置に固定された第2の投光手段とを有し、前記第1の投光手段は、前記ロボットハンドの把持対象物の表面に第1の所定の図形の像を形成する第1の光線を出射し、前記第2の投光手段は、前記第1の光線の方向と異なる方向に、前記ロボットハンドの把持対象物の表面に第2の所定の図形の像を形成する第2の光線を出射する。 To solve the above problem, the light-projecting device of the present invention has a first light-projecting means fixed at a first position relative to a robot hand attached to a robot arm, and a second light-projecting means fixed at a second position different from the first position relative to the robot hand, the first light-projecting means emitting a first light beam that forms an image of a first predetermined figure on the surface of an object to be grasped by the robot hand, and the second light-projecting means emitting a second light beam in a direction different from the direction of the first light beam that forms an image of a second predetermined figure on the surface of the object to be grasped by the robot hand.

また、本発明の投光方法は、ロボットアームに取り付けられたロボットハンドに対して第1の位置に固定された第1の投光手段から、前記ロボットハンドの把持対象物の表面に第1の所定の図形の像を形成する第1の光線を出射し、前記ロボットハンドに対して前記第1の位置とは異なる第2の位置に固定された第2の投光手段から、前記第1の光線と異なる方向に、前記ロボットハンドの把持対象物の表面に第2の所定の図形の像を形成する第2の光線を出射する。 The light projection method of the present invention includes emitting a first light beam from a first light projection means fixed at a first position relative to a robot hand attached to a robot arm, the first light beam forming an image of a first predetermined figure on the surface of an object to be grasped by the robot hand, and emitting a second light beam from a second light projection means fixed at a second position different from the first position relative to the robot hand, in a direction different from the first light beam, the second light beam forming an image of a second predetermined figure on the surface of an object to be grasped by the robot hand.

また、本発明のロボットハンドシステムは、上記の投光装置と、前記第1の所定の図形の像と前記第2の所定の図形の像とを含む画像を撮影するカメラと、前記カメラが撮影した前記画像を表示するディスプレイと、前記ロボットハンドを駆動するロボットと
前記ロボットを駆動するロボット駆動部と、前記ロボット駆動部を操作するロボット操作部と、を有する。
In addition, the robot hand system of the present invention includes the above-mentioned floodlight device, a camera that captures an image including an image of the first specified figure and an image of the second specified figure, a display that displays the image captured by the camera, a robot that drives the robot hand, a robot driving unit that drives the robot, and a robot operating unit that operates the robot driving unit.

本発明の効果は、安価な構成で、ロボットハンドから把持対象物までの距離に関する情報と、ロボットハンドから見た把持対象物の姿勢に関する情報とを提示できる投光装置を提供できることである。 The effect of the present invention is to provide a light-projecting device that is inexpensive and can provide information about the distance from the robot hand to the object to be grasped and information about the posture of the object to be grasped as seen by the robot hand.

第1の実施形態の投光装置の構成を示す側面模式図である。1 is a schematic side view showing a configuration of a floodlight device according to a first embodiment. 第1の実施形態の投光装置の第1の動作状態を示す側面模式図である。2 is a schematic side view showing a first operating state of the floodlight device of the first embodiment. FIG. 第1の実施形態の投光装置の第2の動作状態を示す側面模式図である。4 is a schematic side view showing a second operating state of the floodlight device of the first embodiment. FIG. 第1の実施形態の投光装置の第3の動作状態を示す側面模式図である。11 is a schematic side view showing a third operating state of the floodlight device of the first embodiment. FIG. 第2の実施形態の投光装置の構成を示す側面模式図である。FIG. 11 is a schematic side view showing the configuration of a floodlight device according to a second embodiment. 第2の実施形態の投光装置の第1の動作状態を示す側面模式図である。FIG. 11 is a schematic side view showing a first operating state of the floodlight device of the second embodiment. 第2の実施形態の投光装置の第2の動作状態を示す側面模式図である。FIG. 11 is a schematic side view showing a second operating state of the floodlight device of the second embodiment. 第3の実施形態のロボットハンドシステムを示すブロック図である。FIG. 13 is a block diagram showing a robot hand system according to a third embodiment. 第4の実施形態のロボットハンドシステムを示すブロック図である。FIG. 13 is a block diagram showing a robot hand system according to a fourth embodiment. 第4の実施形態のロボットハンドシステムの動作を示すフローチャートである。13 is a flowchart showing the operation of the robot hand system according to the fourth embodiment.

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい限定がされているが、発明の範囲を以下に限定するものではない。なお各図面の同様の構成要素には同じ番号を付し、説明を省略する場合がある。 Below, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the embodiment described below has limitations that are technically preferable for implementing the present invention, but does not limit the scope of the invention to the following. Note that similar components in each drawing are given the same numbers, and descriptions may be omitted.

(第1の実施形態)
図1は、本実施形態の投光装置10の構成を示す側面模式図である。投光装置10は、ロボットハンド1と、第1の投光手段2と、第2の投光手段3とを有する。
(First embodiment)
1 is a schematic side view showing the configuration of a light-projecting device 10 according to the present embodiment. The light-projecting device 10 has a robot hand 1, a first light-projecting means 2, and a second light-projecting means 3.

ロボットハンド1は、ロボットアームに取り付けられ、把持対象物20を把持する。 The robot hand 1 is attached to the robot arm and grasps the object to be grasped 20.

第1の投光手段2は、ロボットハンド1に対して第1の位置に固定されている。第1の投光手段2は、把持対象物20の表面に第1の所定の図形の像を形成する第1の光線2aを出射する。 The first light projecting means 2 is fixed at a first position relative to the robot hand 1. The first light projecting means 2 emits a first light beam 2a that forms an image of a first predetermined figure on the surface of the grasped object 20.

第2の投光手段3は、第1の光線2aとは異なる方向に、把持対象物20の表面に第2の所定の図形の像を形成する第2の光線3aを出射する。 The second light projecting means 3 emits a second light beam 3a in a direction different from the first light beam 2a, which forms an image of a second predetermined figure on the surface of the grasped object 20.

図2(a)は、投光装置10の第1の動作状態を示す側面模式図である。図2(b)は、この状態での把持対象物20の表面における第1の所定の図形の像2bと第2の所定の図形の像3bを示す平面図である。図2の例では、第2の光線3aの方向を、第1の光線2aと交点を持つ方向にしている。ただし、この方向は一例であり、第2の光線3aが、把持対象物20に第2の所定の図形の像3bを形成でき、第1の光線2aの方向と異なっていれば、どこの方向でも良い。また交点を持たなくても良い。 Figure 2(a) is a schematic side view showing the first operating state of the light projector 10. Figure 2(b) is a plan view showing the image 2b of the first predetermined figure and the image 3b of the second predetermined figure on the surface of the object to be grasped 20 in this state. In the example of Figure 2, the direction of the second light ray 3a is set to a direction that has an intersection with the first light ray 2a. However, this direction is just one example, and the second light ray 3a can be in any direction as long as it can form the image 3b of the second predetermined figure on the object to be grasped 20 and is different from the direction of the first light ray 2a. It is also not necessary to have an intersection.

図2の例では、第1の投光手段2は略円形の第1の所定の図形の像を形成する第1の光線2aを出射し、第2の投光手段3は略円形の第2の所定の図形の像を形成する第2の光線3aを出射するものとしている。ここで、図2の、ロボットハンド1と把持対象物20が正対した状態は、本実施形態とは別の方法で予め作ったものであるとする。本実施形態では、図2の状態を、他の状態との比較の基準となる基準状態とする。なお図示はしていないが、第1の光線2aと第2の光線3aを異なる色としておくことで、第1の所定の図形の像2bと第2の所定の図形の像3bとを識別することができる。また、後述するが、第1の所定の図形の像2bと第2の所定の図形の像3bとを異なる形状としておくことでも、像がどちらの光線によって形成されたかを識別することができる。本実施形態では、第1の光線2aと第2の光線3aの出射方向が決まっていて、その出射方向が交差するようにしている。このため、第1の所定の図形の像2bと第2の所定の図形の像3bの位置関係と、その距離から、ロボットハンド1と把持対象物20の距離を類推するための情報を提示することができる。 In the example of FIG. 2, the first light projecting means 2 emits a first light beam 2a that forms an image of a substantially circular first predetermined figure, and the second light projecting means 3 emits a second light beam 3a that forms an image of a substantially circular second predetermined figure. Here, the state in FIG. 2 in which the robot hand 1 and the object to be grasped 20 face each other is assumed to have been created in advance by a method different from that of this embodiment. In this embodiment, the state of FIG. 2 is used as a reference state that serves as a reference for comparison with other states. Although not shown, the first light beam 2a and the second light beam 3a are made to have different colors, so that the image of the first predetermined figure 2b and the image of the second predetermined figure 3b can be distinguished. In addition, as will be described later, the image formed by which light beam can also be distinguished by making the image of the first predetermined figure 2b and the image of the second predetermined figure 3b have different shapes. In this embodiment, the emission directions of the first light beam 2a and the second light beam 3a are determined, and the emission directions are made to intersect. Therefore, it is possible to present information for inferring the distance between the robot hand 1 and the object to be grasped 20 from the positional relationship between the image 2b of the first predetermined figure and the image 3b of the second predetermined figure, and the distance between them.

また、例えば、図2のように、ロボットハンド1と把持対象物20表面とが正対している時の、第1の所定の図形の像2bと、第2の所定の図形の像3bの形状を、それぞれの基準形状とすると、把持対象物20が傾いたときに図形が歪む。これらの像の変化から、把持対象物20の傾きの類推に資する情報を提示できる。 For example, as shown in FIG. 2, if the shapes of the image 2b of the first predetermined figure and the image 3b of the second predetermined figure when the robot hand 1 and the surface of the grasped object 20 are facing each other are taken as their respective reference shapes, the figures will be distorted when the grasped object 20 is tilted. From the changes in these images, information that is useful for inferring the tilt of the grasped object 20 can be presented.

図3(a)は、投光装置10の第2の動作状態を示す側面模式図である。図3(b)は、この状態での把持対象物20の表面における第1の所定の図形の像2bと第2の所定の図形の像3bを示す平面図である。 Figure 3(a) is a schematic side view showing the second operating state of the light projecting device 10. Figure 3(b) is a plan view showing the image 2b of the first predetermined figure and the image 3b of the second predetermined figure on the surface of the grasped object 20 in this state.

図3の例では、把持対象物20の表面は、ロボットハンド1と把持対象物20の表面を結ぶ線分に対して傾いている。この場合は、第1の所定の図形の像2bと第2の所定の図形の像3bは、基準状態の形から歪んだ形状となる。この形状の歪みは、把持対象物20がロボットハンド1に対して傾いた姿勢にあるとの情報を示している。つまり、図3に示すように、本実施形態の投光装置10によれば、把持対象物20の表面がロボットハンド1に対する姿勢に関する情報を提示することができる。 In the example of FIG. 3, the surface of the object to be grasped 20 is tilted with respect to the line segment connecting the robot hand 1 and the surface of the object to be grasped 20. In this case, the image 2b of the first predetermined figure and the image 3b of the second predetermined figure are distorted from their shapes in the reference state. This distortion of shape indicates that the object to be grasped 20 is in an inclined position relative to the robot hand 1. In other words, as shown in FIG. 3, the light projecting device 10 of this embodiment can present information regarding the position of the surface of the object to be grasped 20 relative to the robot hand 1.

図4(a)は、投光装置10の第3の動作状態を示す側面模式図である。図4(b)は、この状態での把持対象物20の表面における第1の所定の図形の像2bと第2の所定の図形の像3bを示す平面図である。 Figure 4(a) is a schematic side view showing the third operating state of the light projecting device 10. Figure 4(b) is a plan view showing the image 2b of the first predetermined figure and the image 3b of the second predetermined figure on the surface of the grasped object 20 in this state.

図4の第1の所定の図形の像2bと第2の所定の図形の像3bは、図2のこれらの像と相似形になっている。このことから、把持対象物20の表面はロボットハンド1に正対していることを把握することができる。さらに、第1の所定の図形の像2bと第2の所定の図形の像3bとが重なっている。図4(b)の状態が観察される場合は、ロボットハンド1が把持対象物20の表面に正対し、ロボットハンド1と把持対象物20の表面とが、第1の投光手段2と第2の投光手段3の配置から決まる特別な距離にある状態である。そこで、例えば、この状態を基準状態とすることができる。 The image 2b of the first predetermined figure and the image 3b of the second predetermined figure in FIG. 4 are similar to those in FIG. 2. From this, it can be understood that the surface of the grasped object 20 is directly facing the robot hand 1. Furthermore, the image 2b of the first predetermined figure and the image 3b of the second predetermined figure are overlapped. When the state in FIG. 4(b) is observed, the robot hand 1 is directly facing the surface of the grasped object 20, and the robot hand 1 and the surface of the grasped object 20 are at a special distance determined by the arrangement of the first light-projecting means 2 and the second light-projecting means 3. Therefore, for example, this state can be set as the reference state.

以上説明したように、本実施形態によれば、安価な構成で、ロボットハンドから把持対象物までの距離に関する情報と、ロボットハンドから見た把持対象物の姿勢に関する情報とを提示できる投光装置を提供することができる。 As described above, this embodiment can provide a light-projecting device that is inexpensive and can present information about the distance from the robot hand to the object to be grasped and information about the posture of the object to be grasped as seen by the robot hand.

(第2の実施形態)
図5は第2の実施形態の投光装置1000の構成を示す側面模式図である。投光装置1000は、ロボットハンド110と、第1の投光手段120と、第2の投光手段130とを有する。ロボットハンド110は第1の実施形態のロボットハンド1の一例、第1の投光手段120は第1の投光手段2の一例、第2の投光手段130は第2の投光手段3の一例である。本実施形態の第1の投光手段120は略円形の第1の所定の図形の像122を形成する第1の光線121を出射する。また、第2の投光手段130は、十字型の第2の所定の図形の像132を形成する第2の光線131を出射する。第1の投光手段120、第2の投光手段130は、例えば、放射状に光を出射する光源とスリットの組み合わせによって、第1の光線121、第2の光線131を出射することができる。あるいは、レーザをスキャンする方式であっても良い。
Second Embodiment
5 is a side schematic diagram showing the configuration of a light projecting device 1000 of the second embodiment. The light projecting device 1000 has a robot hand 110, a first light projecting means 120, and a second light projecting means 130. The robot hand 110 is an example of the robot hand 1 of the first embodiment, the first light projecting means 120 is an example of the first light projecting means 2, and the second light projecting means 130 is an example of the second light projecting means 3. The first light projecting means 120 of this embodiment emits a first light beam 121 that forms an image 122 of a first predetermined figure that is substantially circular. The second light projecting means 130 emits a second light beam 131 that forms an image 132 of a second predetermined figure that is cross-shaped. The first light projecting means 120 and the second light projecting means 130 can emit the first light beam 121 and the second light beam 131, for example, by a combination of a light source that emits light radially and a slit. Alternatively, a laser scanning method may be used.

図5の例では、把持対象物200の表面はロボットハンド1に正対している。そして、第1の所定の図形の像122と第2の所定の図形の像132とは、ある距離だけ離れている。 In the example of FIG. 5, the surface of the object to be grasped 200 faces directly toward the robot hand 1. The image of the first predetermined figure 122 and the image of the second predetermined figure 132 are separated by a certain distance.

図6(a)は、投光装置1000の第1の動作状態を示す側面模式図である。図6(b)は、この状態での把持対象物200の表面における第1の所定の図形の像122と第2の所定の図形の像132を示す平面図である。 Figure 6(a) is a schematic side view showing the first operating state of the light projector 1000. Figure 6(b) is a plan view showing the image 122 of the first predetermined figure and the image 132 of the second predetermined figure on the surface of the grasped object 200 in this state.

図6の例では、把持対象物200の表面は、ロボットハンド110と把持対象物200の表面を結ぶ線分に対して傾いている。この場合は、第1の所定の図形の像122と第2の所定の図形の像132は、図6(b)のように、基準状態の形から歪んだ形状となる。つまり、第1の実施形態と同様に、把持対象物200の表面がロボットハンド110に対して傾いていることの情報を提示することができる。 In the example of FIG. 6, the surface of the object to be grasped 200 is inclined with respect to the line segment connecting the robot hand 110 and the surface of the object to be grasped 200. In this case, the image 122 of the first predetermined figure and the image 132 of the second predetermined figure have shapes distorted from their reference state shapes, as shown in FIG. 6(b). In other words, similar to the first embodiment, it is possible to present information that the surface of the object to be grasped 200 is inclined with respect to the robot hand 110.

図7(a)は、投光装置1000の第2の動作状態を示す側面模式図である。図7(b)は、この状態での把持対象物200の表面における第1の所定の図形の像122と第2の所定の図形の像132を示す平面図である。 Figure 7(a) is a schematic side view showing the second operating state of the light projector 1000. Figure 7(b) is a plan view showing the image 122 of the first predetermined figure and the image 132 of the second predetermined figure on the surface of the grasped object 200 in this state.

図7の例では、把持対象物200の表面はロボットハンド110に正対している。さらに、第1の所定の図形の像122と第2の所定の図形の像132とが重なっている。図7(b)の状態が観察される場合は、ロボットハンド110が把持対象物200の表面に正対し、ロボットハンド110と把持対象物200の表面とが、第1の投光手段120と第2の投光手段130の配置から決まる特別な距離にある状態である。そこで、例えば、この状態を基準状態とすることができる。 In the example of Figure 7, the surface of the object to be grasped 200 faces the robot hand 110. Furthermore, the image 122 of the first predetermined figure and the image 132 of the second predetermined figure overlap. When the state of Figure 7(b) is observed, the robot hand 110 faces the surface of the object to be grasped 200, and the robot hand 110 and the surface of the object to be grasped 200 are at a special distance determined by the arrangement of the first light-projecting means 120 and the second light-projecting means 130. Therefore, for example, this state can be set as the reference state.

なお、上記の説明では、第1の所定の図形の像と第2の所定の図形の像とが、円形と十字線である例を用いたが、これらの像は、上記の例に限られず、任意の所定の形状を用いることができる。 In the above explanation, an example was used in which the image of the first predetermined figure and the image of the second predetermined figure were a circle and a crosshair, but these images are not limited to the above example and any predetermined shape can be used.

以上説明したように本実施形態によれば、第1の実施形態と同様に、安価な構成で、ロボットハンドから把持対象物までの距離に関する情報と、ロボットハンドから見た把持対象物の姿勢に関する情報とを提示できる投光装置を提供することができる。 As described above, according to this embodiment, like the first embodiment, it is possible to provide a light-projecting device that can provide information about the distance from the robot hand to the object to be grasped and information about the posture of the object to be grasped as seen by the robot hand, with an inexpensive configuration.

なお上記の説明では、投光手段を2つとして説明したが、3つ以上であっても良い。 In the above explanation, two light projecting means are used, but three or more may be used.

(第3の実施形態)
本実施形態では、第1または第2の投光装置を用いたロボットハンドシステムについて説明する。図8は、このロボットハンドシステムの一例を示すブロック図である。
Third Embodiment
In this embodiment, a robot hand system using the first or second light projecting device will be described. Fig. 8 is a block diagram showing an example of this robot hand system.

ロボットハンドシステム10000は、第2の実施形態のロボットハンド1000と、ディスプレイ2000と、ロボット3000と、ロボット駆動部4000と、ロボット操作部5000とを有する。またロボットハンド1000には、第1の所定の図形の像と第2の所定の図形の像とを含む画像を撮影するカメラ1400が配置されている。ディスプレイ2000は、カメラ1400が撮影した画像を表示する。ロボット3000は、多関節のアーム3100を備え、アーム3100の先にはロボットハンド1000が固定されている。ロボット駆動部4000は、ロボット操作部5000から出力された制御信号にしたがって、ロボット3000、アーム3100、ロボットハンド1000を駆動させる。ロボット操作部5000は、ヒューマンインターフェースを備え、オペレータによるロボットの操作入力を受け付ける。 The robot hand system 10000 includes the robot hand 1000 of the second embodiment, a display 2000, a robot 3000, a robot driving unit 4000, and a robot operation unit 5000. The robot hand 1000 is also provided with a camera 1400 that captures an image including an image of a first predetermined figure and an image of a second predetermined figure. The display 2000 displays the image captured by the camera 1400. The robot 3000 includes a multi-joint arm 3100, and the robot hand 1000 is fixed to the tip of the arm 3100. The robot driving unit 4000 drives the robot 3000, the arm 3100, and the robot hand 1000 according to a control signal output from the robot operation unit 5000. The robot operation unit 5000 includes a human interface and receives robot operation input from an operator.

本実施形態のロボットハンドシステム10000は、オペレータの操作によって制御される。ディスプレイ2000とロボット操作部5000は、例えば、ロボット3000とは離れた場所に配置されている。オペレータは、ディスプレイ2000の画像から、ロボットハンド1000と把持対象物200の傾きに関する情報と、距離に関する情報を得ることができる。そして、その画像に基づいて、ロボット操作部5000を操作し、ロボットハンド1000を、把持対象物2000を把持しやすい角度に調整する。さらに、その角度で、ロボットハンド1000に把持動作を行わせることで、容易に把持対象物200を把持させることができる。 The robot hand system 10000 of this embodiment is controlled by the operation of an operator. The display 2000 and the robot operation unit 5000 are, for example, located at a location away from the robot 3000. The operator can obtain information about the inclination and distance between the robot hand 1000 and the object to be grasped 200 from the image on the display 2000. Then, based on that image, the operator operates the robot operation unit 5000 to adjust the angle of the robot hand 1000 to make it easy to grasp the object to be grasped 2000. Furthermore, by having the robot hand 1000 perform a grasping operation at that angle, the object to be grasped 200 can be easily grasped.

以上説明したように、本実施形態のロボットハンドシステムによれば、ロボットハンドの把持対象物に対する角度を遠隔操作し、スムーズに把持動作を行わせることができる。 As described above, the robot hand system of this embodiment allows the angle of the robot hand relative to the object to be grasped to be remotely controlled, allowing the robot hand to perform a smooth grasping operation.

(第4の実施形態)
第3の実施形態では、ロボットハンド1000とロボット3000の操作をオペレータが行うロボットハンドシステムについて説明したが、この操作を自動で行うロボットハンドシステムを構築することも可能である。
(Fourth embodiment)
In the third embodiment, a robot hand system in which the robot hand 1000 and the robot 3000 are operated by an operator has been described, but it is also possible to construct a robot hand system that performs this operation automatically.

図9は、ロボットの操作を自動で行うロボットハンドシステム11000を示すブロック図である。ロボットハンドシステム11000は、第3の実施形態のロボットハンドシステム10000のロボット操作部5000の代わりに、ロボット自動制御部6000を備えている。なお、図示はしていないが、第3の実施形態と同様のロボット操作部5000が有っても良い。その他の構成に関しては、第3の実施形態と同様である。 Figure 9 is a block diagram showing a robot hand system 11000 that automatically operates a robot. The robot hand system 11000 includes a robot automatic control unit 6000 instead of the robot operation unit 5000 of the robot hand system 10000 of the third embodiment. Although not shown, a robot operation unit 5000 similar to that of the third embodiment may also be included. The other configurations are the same as those of the third embodiment.

本実施形態のロボットハンドシステム11000では、ロボットハンド1000の把持対象物200に対する角度の調整を自動で行う。 In this embodiment, the robot hand system 11000 automatically adjusts the angle of the robot hand 1000 relative to the object to be grasped 200.

図10は、ロボットハンドシステム11000の動作の一例を示すフローチャートである。まず、本実施形態とは別の方法で、予め、ロボットハンド1000の把持対象物200に対する角度の基準状態を作る。基準状態の定め方は任意であるが、例えば、第1の実施形態と同様に、ロボットハンド1000と把持対象物200が正対し、両者の間隔が所定の基準値である状態とすることができる。そして、その時の第1の所定の図形の像と第2の所定の図形をテンプレートとして記憶する(S1)。次に、把持しようとする把持対象物200の表面の、第1の所定の図形の像と第2の所定の図形の像とをモニタする(S2)。次に、モニタの画像とテンプレートとを比較し、モニタ画像がテンプレートに近づくようにロボットハンドの角度を調整する(S3)。この調整は、任意の周知技術を用いて行うことができるが、例えばモニタ画像の形状とテンプレートとの差分が小さくなるように角度の微調整を繰り返すことで行うことができる。 Figure 10 is a flowchart showing an example of the operation of the robot hand system 11000. First, a reference state of the angle of the robot hand 1000 with respect to the object to be grasped 200 is created in advance by a method different from that of this embodiment. The method of determining the reference state is arbitrary, but for example, as in the first embodiment, the robot hand 1000 and the object to be grasped 200 can be set to a state in which they face each other directly and the distance between them is a predetermined reference value. Then, the image of the first predetermined figure and the image of the second predetermined figure at that time are stored as templates (S1). Next, the image of the first predetermined figure and the image of the second predetermined figure on the surface of the object to be grasped 200 to be grasped are monitored (S2). Next, the image on the monitor is compared with the template, and the angle of the robot hand is adjusted so that the monitor image approaches the template (S3). This adjustment can be performed using any known technique, but for example, it can be performed by repeatedly fine-tuning the angle so that the difference between the shape of the monitor image and the template becomes small.

以上説明したように、本実施形態によれば、ロボットハンドの角度を把持対象物が把持しやすい角度に自動的に調整することができる。 As described above, according to this embodiment, the angle of the robot hand can be automatically adjusted to an angle that makes it easy to grasp the object to be grasped.

以上、上述した実施形態を模範的な例として本発明を説明した。しかしながら、本発明は、上記実施形態には限定されない。即ち、本発明は、本発明のスコープ内において、当業者が理解し得る様々な態様を適用することができる。 The present invention has been described above using the above-mentioned embodiment as an exemplary example. However, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment. In other words, the present invention can be applied in various aspects that can be understood by a person skilled in the art within the scope of the present invention.

1、110 ロボットハンド
2、120 第1の投光手段
3、130 第2の投光手段
10、1000 投光装置
20、200 把持対象物
1400 カメラ
2000 ディスプレイ
3000 ロボット
3100 アーム
4000 ロボット駆動部
5000 ロボット操作部
6000 ロボット自動制御部
10000、11000 ロボットハンドシステム
Reference Signs List 1, 110 Robot hand 2, 120 First light projecting means 3, 130 Second light projecting means 10, 1000 Light projecting device 20, 200 Grasp target object 1400 Camera 2000 Display 3000 Robot 3100 Arm 4000 Robot driving section 5000 Robot operation section 6000 Robot automatic control section 10000, 11000 Robot hand system

Claims (6)

ロボットアームに取り付けられたロボットハンドに対して第1の位置に固定された第1の投光手段と、前記ロボットハンドに対して前記第1の位置とは異なる第2の位置に固定された第2の投光手段とを有し、
前記第1の投光手段は、前記ロボットハンドの把持対象物の表面に第1の所定の図形の像を形成する第1の光線を出射し、
前記第2の投光手段は、前記第1の光線と異なる方向に、前記ロボットハンドの把持対象物の表面に第2の所定の図形の像を形成する第2の光線を出射する、
投光装置と、
前記第1の所定の図形の像と前記第2の所定の図形の像とを含む画像を撮影するカメラと、
前記カメラが撮影した前記画像を表示するディスプレイと、
前記ロボットハンドを駆動するロボットと
前記ロボットを駆動するロボット駆動部と
前記画像に基づいて前記ロボット駆動部を自動制御するロボット自動制御部と、
を有し、
前記ロボット自動制御部は、前記自動制御において、基準状態における前記第1の所定の図形の像と前記第2の所定の図形の像とを含むテンプレートと前記画像とを比較して、前記画像の形状と前記テンプレートとの差分が小さくなるように前記ロボットハンドの角度の調整を繰り返す、
ロボットハンドシステム。
a first light-projecting means fixed to a first position relative to a robot hand attached to a robot arm, and a second light-projecting means fixed to a second position different from the first position relative to the robot hand,
the first light projecting means emits a first light beam that forms an image of a first predetermined figure on a surface of an object to be grasped by the robot hand;
the second light projecting means emits a second light beam in a direction different from that of the first light beam, the second light beam forming an image of a second predetermined figure on a surface of an object to be grasped by the robot hand;
A floodlight device;
a camera that captures an image including an image of the first predetermined figure and an image of the second predetermined figure;
a display for displaying the image captured by the camera;
a robot that drives the robot hand; a robot driving unit that drives the robot; and a robot automatic control unit that automatically controls the robot driving unit based on the image.
having
the robot automatic control unit, in the automatic control, compares the image with a template including an image of the first predetermined figure and an image of the second predetermined figure in a reference state, and repeatedly adjusts the angle of the robot hand so that a difference between a shape of the image and the template becomes small.
Robotic hand system.
前記第1の光線と前記第2の光線とが、互いに異なる色である、The first light beam and the second light beam are different colors.
請求項1に記載のロボットハンドシステム。The robot hand system according to claim 1 .
前記第1の所定の図形と前記第2の所定の図形が異なる形状である、The first predetermined figure and the second predetermined figure have different shapes.
請求項1または2に記載のロボットハンドシステム。The robot hand system according to claim 1 or 2.
前記第1の投光手段と前記第2の投光手段のうちの少なくとも一方が、At least one of the first light projecting means and the second light projecting means,
放射状に光を発する光源とスリットの組み合わせを有する、A combination of a light source that emits light radially and a slit is included.
請求項1乃至3のいずれか一項に記載のロボットハンドシステム。The robot hand system according to any one of claims 1 to 3.
前記第1の投光手段と前記第2の投光手段のうちの少なくとも一方が、At least one of the first light projecting means and the second light projecting means,
レーザと前記レーザをスキャンするレーザスキャン手段の組み合わせを有する、A combination of a laser and a laser scanning means for scanning the laser.
請求項1乃至4のいずれか一項に記載のロボットハンドシステム。The robot hand system according to any one of claims 1 to 4.
前記ロボット駆動部を操作するロボット操作部A robot operation unit that operates the robot driving unit
をさらに備える請求項1乃至5のいずれか一項に記載のロボットハンドシステム。The robot hand system according to claim 1 , further comprising:
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