机器人抓持控制装置及机器人抓持控制方法制造方法及图纸

技术编号:15130496 阅读:128 留言:0更新日期:2017-04-10 12:11
本发明专利技术在从机器人将抓持物体交给人时实时进行抓持力控制,像人与人相互递交物品那样实现机器人手部的控制。在机器人手臂(101)上设置构成抓持物品的机构的机器人手部(102)及检测作用于前述机器人手部(102)的力的力传感器(103),在前述机器人手部(102)抓持了物品的状态下,在用力传感器(103)检测的作用于机器人手部(102)的力产生发化时,利用抓持力控制手段(108)输出释放机器人手部(102)抓持物品的力的信号即释放指令,能够像人与人相互递交物品那样取走机器人抓持着的物品。(*该技术在2023年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】
机器人抓持控制装置及机器人抓持控制方法
本专利技术涉及对机器人抓持手段的抓持力进行控制的机器人抓持控制装置及机器人手部抓持控制的机器人抓持控制方法,使得在从外部有力作用于机器人抓持的物品时,典型的情况是想利用人力取走抓持的对象物体时,对该情况进行识别,并释放机器人的抓持手段。
技术介绍
当今实际上在很多领域中,利用机器人让它们抓持物品,并让它们完成某一种工作。例如,在工厂的产品自动组装流水线上零部件的抓持搬运。自动化仓库中的库存物品的搬运及管理等,这样的例子举不胜举。这样的工业机器人中,对抓持所要求的一项重要技术是控制抓持力的技术,以使得不掉下抓持的物品。例如,在机器人手部的指尖预先设置检测抓持对象物体滑动的传感器,在用该传感器检测出抓持对象物体产生滑动时,利用抓持力控制装置将手指的抓持力增加规定数量。通过这样,能够以不掉下抓持物体的最低限度的抓持力可靠地抓持(例如参照专利文献1)。这些以往的抓持控制技术的主要用途是产业用的,是为了正确进行根据先决定的程序抓持物品并使它移动后释放这样的作业所必须的技术。另一方面。近年来面向与人们共存并同时协助人们生活这样的目标,正积极进行仿人型机器人的开发。仿人型机器人开发的主要目的之一是探索与人们共存的可能性,这是与以往的工业机器人的一个很大的不同。为了与人们共存,不可缺少的是要实现与人的相互作用,为此除了用软件能够实现人的识别及语音对话等功能以外,还必须加上用硬件能够实现的功能。所谓硬件实现的相互作用,例如有与人握手的功能或将抓持的物品与人互相交换的功能。[专利文献1]日本专利特开平4-189484号公报(第4页左下栏第14行~右下栏第1行,第5图)。-->但是,作为机器人与人的相互作用的例子,即机器人将抓持的物品交给人时对机器人手部抓持力的控制,却难以采用专利文献1所述的技术。这是由于,若人们想要取走机器人抓持的物品,则机器人为了不使抓持物品被取走,而进行控制,使得抓得更紧。因而,有的情况下会引起使抓持物品破损等问题。另外,在以往的仿人型机器人中,虽然具有抓持物品的功能,但对于从机器人将抓持物体交给人的功能,并不需要实时的抓持控制,而不过仅仅是用非常简单的方法来实现。例如,采用的方法是,将模仿人手的机器人手部的手掌朝上,释放机器人手部,将抓持物体放在手掌上,在处于随时都能取得抓持物体的状态之后,再让人去取。因而,不具有与人实现硬件相互作用的功能。本专利技术正是为了解决这样的问题,目的在于提供实现机器人手部控制的机器人抓持控制装置及机器人抓持控制方法,使得人与机器人如同人们相互之间那样,作为实现进行实时相互作用的一项硬件控制技术,是在从机器人将抓持物体交给人时,实时进行抓持力的控制,就像人与人交换物品那样。另外,目的在于提供在有外力作用于机器人手部抓持的物品时,能够识别外力是由人想要取走物品而产生的力还是除此以外的力的机器人抓持控制装置及机器人抓持控制方法。
技术实现思路
为了解决该问题,本专利技术的机器人抓持控制装置包含构成抓持物品的机构的机器人手部、检测作用于所述机器人手部的力的力传感器、以及在所述机器人手部抓持物品并检测的作用于所述机器人手部的力变化时输出将所述机器人手部释放的信号即释放指令的抓持力控制手段,这样能够在机器人每次动作时不对机器人发出抓持释放的指令,而人能够取走机器人抓持的物品。本专利技术的第一形态涉及的专利技术是机器人抓持控制装置,它包含构成抓持物品的机构并检测作用于抓持物体的外力的抓持手段。在所述外力的变化值为预定的阈值以上(含阈值)时推断所述外力变化值主要原因的抓持物体外力推断手段、以及根据所述推断结果输出使所述抓持的抓持力放松的抓持力放松信号或使所述抓持手段的所述抓持力增强的抓持力增强信号的抓持力控制手段,它具有的作用是,根据作用于抓持物体的外力,识别是由人想要取走物品而产生的力,还是除此以外的力,通过这样不将抓持释放的指令从外部明确提供给机器人,而人却能够取走机器人抓持的物品。本专利技术的第二形态涉及的专利技术是在第一形态的机器人抓持控制装置中,抓-->持物体外力推断手段在外力变化值为预定的阈值以上(含阈值)时,推断为是要释放抓持物体,再有所述抓持物体外力推断手段在抓持手段将所述抓持物体释放后检测出因所述抓持物体落体运动而产生的重力方向的动摩擦力时,推断为不是递交所述抓持物体,它具有的作用是,根据作用于抓持物体的外力,能够识别是由人想要取走物品而产生的力,还是除此以外的力。本专利技术的第三形态涉及的专利技术是在第一形态的机器人抓持控制装置中,抓持物体外力推断手段在外力变化值为预定的阈值以上(含阈值),而且使抓持手段向与所述外力作用的方向不同的至少一个方向移动,所述抓持手段检测出反作用力时,推断为是递交所述抓持物体,它具有的作用是,在对机器人抓持的物品加上外部作用力时,对某一个方向故意加上力,根据对该力是否有反作用力,能够确认是否是取走物品。本专利技术的第四形态涉及的专利技术是在第一或第二形态的机器人抓持控制装置中,抓持手段是包含构成抓持物品的机构的机器人手部及检测作用于抓持物体的外力的力传感器而构成的,抓持物体外力推断手段在推断为是要求释放抓持物体时,抓持力控制手段将抓持力放松信号输出给所述机器人手部,所述机器人手部放松抓持力,所述抓持物体外力推断手段在推断为不是递交抓持物体时,所述抓持力控制手段将增强所述抓持力的抓持力增强信号输出给所述机器人手部,它具有的作用是,根据作用于抓持物体的外力,能够识别是由人想要取走物品而产生的力,还是除此以外的力。本专利技术的第五形态涉及的专利技术是在的第一或第三形态的机器人抓持控制装置中,抓持手段是包含构成抓持物品的机构的机器人手部、检测外力的力传感器、安装有所述机器人手部的机器人手臂、以及控制所述机器人手臂动作的手臂控制手段而构成的,所述手臂控制手段在作用于所述机器人手部的外力的变化值为预定的阈值以上(含阈值)时,使所述机器人手臂向与所述外力作用的方向不同的至少一个方向移动,抓持力控制手段再在所述机器人手臂移动后,在所述力传感器检测出反作用力,再在抓持物体外力推断手段推断为是递交所述抓持物体时,将抓持力放松信号输出给机器人手部,它具有的作用是,在对机器人抓持的物品加上外部作用力时,对某一个方向故意加上力,根据对该力是否有反作用力,能够确认是否是取走物品。本专利技术的第六形态涉及的专利技术是机器人抓持控制装置,它具有包含多个关节及检测所述关节旋转角的关节角传感器的机器人手臂、安装在所述机器人手臂上并抓持物品的机器人手部、以及在输入将所述物品释放的释放指令而且检-->测的所述关节旋转角产生变化时将抓持力释放信号输出给所述机器人手部的抓持力控制手段,它具有的作用是,在对机器人抓持的物品加上外部作用力时,根据关节是否运动,能够确认是否是取走物品。本专利技术的第七形态涉及的专利技术是在第六形态的机器人抓持控制装置中,还包含控制机器人手臂动作的手臂控制手段,在对机器人手部输入抓持力放松信号时,所述手臂控制手段使关节的刚性降低,它具有的作用是,由于在对机器人抓持物品加上外部作用力时,即使是较弱的力关节也动作,因此能够防止因外部作用力而损坏机器人关节的情况。本专利技术的第八形态涉及的专利技术是在第七形态机器人抓持控制装置中,还包含在关节刚性降低时引起外部注意的报警器,它具有的作本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种机器人抓持控制装置,其特征在于,包含构成抓持物品的机构并检测作用于抓持物品的外力的抓持手段、在所述外力的变化值为预定的阈值或其以上时推断所述外力变化值主要原因的抓持物体外力推断手段、以及根据所述推断结果输出使所述抓持手段的抓持力放松的抓持力放松信号或使所述抓持手段的所述抓持力增强的抓持力增强信号的抓持力控制手段。

【技术特征摘要】
2002.10.29 JP 2002-3139151.一种机器人抓持控制装置,其特征在于,包含构成抓持物品的机构并检测作用于抓持物品的外力的抓持手段、在所述外力的变化值为预定的阈值或其以上时推断所述外力变化值主要原因的抓持物体外力推断手段、以及根据所述推断结果输出使所述抓持手段的抓持力放松的抓持力放松信号或使所述抓持手段的所述抓持力增强的抓持力增强信号的抓持力控制手段。2.如权利要求1所述的机器人抓持控制装置,其特征在于,抓持物体外力推断手段在外力变化值为预定的阈值或其以上时,推断为是要求释放抓持物体,再有所述抓持物体外力推断手段在抓持手段将所述抓持物体释放后检测出因所述抓持物体落体运动而产生的重力方向的动摩擦力时,推断为不是递交所述抓持物体。3.如权利要求1所述的机器人抓持控制装置,其特征在于,抓持物体外力推断手段在外力变化值为预定的阈值或其以上,而且使抓持手段向与所述外力作用的方向不同的至少一个方向移动,所述抓持手段检测出反作用力时,推断为是递交所述抓持物体。4.如权利要求1或2所述的机器人抓持控制装置,其特征在于,抓取手段是包含构成抓持物品的机构的机器人手部及检测作用于抓持物体的外力的力传感器而构成的,抓持物体外力推断手段在推断为是要求释放抓持物体时,抓持力控制手段将抓持力放松信号输出给所述机器人手部,所述机器人手部放松抓持力,所述抓持物体外力推断手段在推断为不是递交抓持物体时,所述抓持力控制手段将增强所述抓持力的抓持力增强信号输出给所述机器人手部。5.如权利要求1或3所述的机器人抓持控制装置,其特征在于,抓持手段是包含构成抓持物品的机构的机器人手部、检测外力的力传感器、安装有所述机器人手部的机器人手臂、以及控制所述机器人手臂动作的手臂控制手段,所述手臂控制手段在作用于所述机器人手部的外力的变化值为预定的阈值以上(含阈值)时,使所述机器人手臂向于所述外力作用的方向不同的至少一个方向移动,抓持力控制手段在所述机器人手臂移动后,在所述力传感器检测出反作用力,再在抓持物体外力推断手段推断为递交所述抓持物体时,将抓持力放松信号输出给机器人手部。6.一种机器人抓持控制装置,其特征在于,具有包含多个关节及检测所述关节旋转角的关节角传感器的机器人手臂、安装在所述机器人手臂上并抓持物品的机器人手部、以及在输入将所述物品释放的释放指令而且检测的所述关节旋转角产生变化时将抓持力释放信号输出给所述机器人手部的抓持力控制手段。7.如权利要求6所述的机器人抓持控制装置,其特征在于,还包含控制机器人手臂动作的手臂控制手段,在对机器人手部输入抓持力放松信号时,所述手臂控制手段使关节的刚性降低。8.如权利要求7所述的机器人抓持控制装置,其...

【专利技术属性】
技术研发人员:冈本修作中川雅通冈崎安直姉崎隆冈本球夫
申请(专利权)人:松下电器产业株式会社
类型:发明
国别省市:日本;JP

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