机械臂制造技术

本发明专利技术涉及机械臂。该机械臂包括把持物体的手部、和使手部进行动作的控制部，手部具备能够以4点以上的接触点把持物体的手指部，利用手部把持金属感指标为5以上的物体。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机械臂。
技术介绍
由机械臂进行的具有金属光泽的物体的箱柜拣取的需求正在增长。所谓箱柜拣取 是指从杂乱堆积的多个物体中依次把持一个物体并运送到指定的场所。有金属光泽的物体 例如是金属制的螺栓。 在对平面上杂乱堆积的物体进行拣取的情况下，需要与该平面垂直的高度方向（Z 方向）的信息。因此，尝试使用利用通用的照相机在与平面交叉的方向上拍摄到的图像来 检测该平面上堆积的具有金属光泽的一个物体。此时，存在即使对拍摄到的图像进行图像 处理也无法正确地识别对象物，并且检测出的位置、姿势的误差变大的情况。因此，认为机 械臂进行的基于图像的箱柜拣取较困难。另一方面，在作业现场操作如螺栓那样有金属光 泽的对象物的情况下，有时使用专用的零件供给器来调整姿势，进行物体的分拣。 专利文献1 :日本特开2009 - 128201号公报 然而，由于在一个零件供给器中1次处理多个种类的物体较困难，所以有时使用 每个种类的零件供给器。用于设置各个零件供给器的空间上的成本、用于操作各个零件供 给器的时间上的成本有时变多。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述问题而完成的，课题在于提供一种能够可靠地把持有金属光泽 的物体的机械臂。 本专利技术的一方式是机械臂，该机械臂包括手部，其把持物体；以及控制部，其使上 述手部进行动作，上述手部具备能够以4点以上的接触点把持上述物体的手指部，利用上 述手部把持金属感指标为5以上的上述物体。 根据该构成，手指部能够以4点以上的接触点夹持物体，所以能够稳定把持杂乱 堆积的有金属光泽的物体。 本专利技术的一方式是上述的机械臂，上述控制部具备：位置姿势计算部，其基于拍摄 上述物体而得的三维点群来计算上述物体的位置以及姿势；以及把持计划部，其在与上述 物体的长边方向和上述物体的拍摄方向正交的方向上决定上述手指部的开闭方向。 根据该构成，由于物体的拍摄方向与手指部的开闭方向正交，所以即使基于拍摄 数据的物体的位置的拍摄方向的误差比其它方向大，手指部的开闭方向的误差比其它方向 小时，误差的累积也不集中于特定的方向。另外，由于手指部在与物体的长边方向正交的方 向上进行开闭，所以手部能够可靠地把持该物体。 本专利技术的一方式是在上述的机械臂中，上述把持计划部在与上述物体的长边方向 垂直且相对于堆积了上述物体的平面不具有平行的的方向上使上述手部从由上述物体的 位置分离了预先决定的距离的点接近上述物体。 根据该构成，手部在相对于把持对象的物体和堆积了该物体的平面不具有平行的 成分的方向上以由上述物体的位置分离了预先决定的距离的点为起点，接近该物体。由于 能够减少手部与该物体或堆积了该物体的平面接触的可能性，所以能够可靠地把持该物 体。 本专利技术的一方式是在上述的机械臂中，在上述平面与上述物体的长边方向之间的 角度为规定角度的阈值以上时，上述把持计划部在与上述物体的长边方向相对于上述平面 的倾斜相同的方向上使上述手指部从与上述平面正交的方向倾斜。 根据该构成，在物体从堆积了物体的平面的倾斜较大的情况下，对应于该倾斜，手 指部的开闭方向向靠近与物体的长边方向正交的方向的方向倾斜。因此，即使在使手部从 与物体的长边方向正交的方向接近的情况下，也能够可靠地把持该物体。 本专利技术的一方式是在上述的机械臂中，上述控制部具备姿势控制部，该姿势控制 部通过使上述手部把持上述物体的力变化来调整上述物体的姿势。 根据该构成，由于自主地调整被把持的物体的姿势，所以能够省略或者减少与调 整相关的人手作业。 在本专利技术的一方式中，上述手指部具有能够对上述物体进行闭锁（caging)以及 自对准的形状以及大小。 根据该构成，在调整物体的姿势时，通过使手部把持物体的力减少，能够有效利用 物体的重力。另外，通过使手部把持物体的力增加，能够根据一对手指部对置的面的形状来 调整物体的姿势。【附图说明】 图1是本专利技术的实施方式所涉及的机械臂系统的概要立体图。 图2是表示本实施方式所涉及的机械臂的构成的概要框图。 图3是表示本实施方式所涉及的机械臂控制处理的流程图。 图4是表示二维图像的一个例子的图。 图5是表示将对象物的形状近似的模型的一个例子的图。 图6是表示本实施方式所涉及的位置姿势推断处理的流程图。 图7是表示本实施方式所涉及的把持难易度计算处理的流程图。 图8是表示本实施方式所涉及的把持计划处理的流程图。 图9是表示本实施方式所涉及的把持计划处理中的手部与对象物的位置关系的 例子的图。 图10是用于说明本实施方式所涉及的方向确认处理的图。 图11是表示本实施方式所涉及的姿势控制中的手部的手指部与对象物的位置关 系的例子的图。 图12是表示本实施方式所涉及的手部的构成的概要图。 图13是对本实施方式所涉及的爪部的开闭机构进行说明的图。 图14是对本实施方式所涉及的爪部能够把持的物体进行说明的图。 图15是对本实施方式所涉及的能够把持的最大的大小与爪部形状的参数的关系 进行说明的图。 图16是根据本实施方式所涉及的爪部的顶点与部件的关系对能够把持的部件的 大小进行说明的图。 图17是对本实施方式所涉及的爪部的顶点与部件的关系进行说明的图。 图18是对关闭了本实施方式所涉及的爪部时能够把持的部件的大小进行说明的 图。 图19是对通过本实施方式所涉及的爪部能够把持的部件的最小的大小的计算进 行说明的图。 图20是对本实施方式所涉及的闭锁区域的参数进行说明的图。 图21是对本实施方式所涉及的闭锁区域的形状和各参数进行说明的图。 图22是对本实施方式所涉及的闭锁区域的X方向的距离为C21的情况进行说明的 图。 图23是对本实施方式所涉及的闭锁区域的X方向的距离为C22的情况进行说明的 图。 图24是对本实施方式所涉及的闭锁区域的X方向的距离为C23的情况进行说明的 图。 图25是对本实施方式所涉及的闭锁区域的X方向的距离为C24的情况进行说明的 图。 图26是对本实施方式所涉及的能够闭锁的最大的大小与距离Cl、c2、c lim的关系进 行说明的图。 图27是对本实施方式所涉及的自对准的条件进行说明的图。 图28是对从本实施方式所涉及的爪部施加给部件的力进行说明的图。 图29是对本实施方式所涉及的部件的半径与顶点的关系进行说明的图。 图30是表示本实施方式的变形例所涉及的机械臂系统的构成的图。【具体实施方式】 以下，参照附图，对本专利技术的实施方式详细地进行说明。 为了使图清楚，各图中的部件、构造等的比例尺存在与实际的不同的情况。 图1是本实施方式所涉及的机械臂系统1的概要立体图。 如图1所示，机械臂系统1具备机械臂10以及拍摄装置80。 机械臂10具备动作机构12、基台50以及控制部60。动作机构12构成为包括臂 20以及手部40。 机械臂10是通过臂20与手部40的联系动作而具有6轴自由度的垂直多关节机 械臂。机械臂10能够自由地变更手部40把持的对象物Wk的位置以及姿势。 臂20其一端连接手部40。臂20的另一端被固定在基台50上。臂20在与其一端 相比靠近另一端的位置、和与另一端相比靠近一端的位置上分别具备关节部。通过各个关 节部的旋转来控制与臂20的一端连接的手部40的位置。 手部40具备2个手指部41、42以及支承部件520。手指部41、4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机械臂，其特征在于，具备：手部，其把持物体；以及控制部，其使所述手部进行动作，所述手部具备能够以4点以上的接触点把持所述物体的手指部，利用所述手部把持金属感指标为5以上的所述物体。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：原田智纪，桥本浩一，荒井翔悟，山口贤悟，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP