机器人手、机器人装置、机器人手的控制方法和存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种机器人手、机器人装置、机器人手的控制方法和存储介质。能够仅测量xyz坐标轴方向上的力的力传感器分别安装在指尖中，并且基于关于各个指尖的位置信息来计算作用在机器人手上的力和力矩。这种结构消除了使用大的力传感器的需要，从而能够缩小各个指尖的尺寸，并且能够检测作用在机器人手上的载荷和力矩力。

【技术实现步骤摘要】
机器人手、机器人装置、机器人手的控制方法和存储介质
本专利技术涉及一种包括并入其中的力检测传感器的机器人手。
技术介绍
工业机器人手已用于抓握工件以将工件从一个位置移动到另一个位置。然而，近年来，机器人手已用于将抓握的工件直接组装到另一个工件。在要求高精度地装配和确定工件之间的接触的组装中，需要检测在组装期间在机器人手的手指附近产生的反作用力，并且在组装控制中反映检测到的反作用力。关于这一点，日本特开平第01-316193号公报提出了一种技术，其中，在机器人手的手指附近并入用于检测六个轴方向上的力(包括在XYZ坐标轴方向上的力和关于各个轴的力矩力)的力检测传感器，并且当机器人手抓握工件时产生的力被检测以用于高精度的组装控制。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了一种机器人手，其具有被构造为抓握对象的多个抓握指，所述机器人手包括：打开/关闭驱动机构，其被构造为驱动所述多个抓握指的打开和关闭；多个力检测单元，其被构造为检测关于作用在所述多个抓握指中的各个抓握指上的力的力信息；位置检测单元，其被构造为检测表示所述多个抓握指中的各个抓握指在预定义的坐标系中的位置的位置信息；以及控制单元，其被构造为控制机器人手，其中，控制单元基于由力检测单元检测到的力信息和由位置检测单元检测到的位置信息，来计算作用在机器人手上的预定义位置处的三个轴方向上的力，并且计算关于三个轴中的各个轴而作用的力矩。根据下面参照附图对示例性实施例的描述，本专利技术的另外的特征将变得清楚。附图说明图1是例示根据第一示例性实施例的机器人系统的示意性结构的说明图。图2是例示根据第一示例性实施例的机器人手的示意性结构的说明图。图3是例示根据第一示例性实施例的机器人手和机器人臂的外观图。图4是例示根据第一示例性实施例的与机器人手的抓握指尖部分相关联的结构的说明图。图5是例示根据第一示例性实施例的与力矩计算单元相关联的计算方法的说明图。图6是根据第一示例性实施例的与力矩计算单元相关联的控制框图。图7A至图7D是各自例示当使用根据第一示例性实施例的机器人手时的工件组装操作的说明图。图8是例示当使用根据第一示例性实施例的机器人手时的工件组装操作的流程图。图9例示了根据第二示例性实施例的与机器人手相关联的示意性结构。图10是从下方观察的根据第二示例性实施例的与机器人手相关联的驱动传动系统的视图。图11是例示根据第二示例性实施例的与机器人手相关联的驱动传动系统的截面图。具体实施方式在日本特开平第01-316193号公报中讨论的方法中，用于检测六个轴方向上的力的力传感器配设在机器人手的手指附近。这导致机器人手的手指部分的尺寸增加。在进行组装工件的操作的情况下，机器人手的手指部分接近待组装的工件。因此，需要缩小手指部分的尺寸以防止机器人手与待组装的工件发生干涉。其中配设有电布线的力传感器配设在频繁操作的手指构件附近。因此，力传感器的布线中发生断开或接触不良的可能性高，导致力传感器的可靠性降低。另外，在力传感器的校准或维护期间，各个轴都需要检查，这导致了复杂的操作。因此，本专利技术要解决的技术问题是提出一种机器人手，其具有这样的结构，其中，具有少量轴的力检测传感器被安装在机器人手的手指附近，并且能够基于力检测传感器的测量值和关于手指的位置信息，计算在任意位置处的三个轴方向上的力和关于三个轴的力矩力。以下将参照附图描述用于实现本专利技术的方式。以下示例性实施例仅作为示例来说明。例如，在不脱离本专利技术的范围的情况下，本领域技术人员可以适当地修改详细的结构。在本示例性实施例中采取的数值是参考数值，因此不旨在限制本专利技术。在本示例性实施例中，基于多个抓握指中的各个抓握要被抓握的对象的抓握力以及关于多个抓握指的位置信息来计算在机器人手上的任意位置处的三个轴方向上的力以及关于三个轴的力矩力。在以下示例性实施例中，抓握设备和抓握部分分别对应于机器人手和机器人手的抓握指。通常，由控制设备(例如，下面描述的中央处理单元(CPU)501)利用用于控制抓握指的相对位移的驱动源的参数(例如，驱动力、电流或伺服控制信息)，来计算配设在机器人手上的多个抓握指中的各个的抓握力。然而，在本示例性实施例中，抓握力实际上由布置在机器人手的抓握指附近的力传感器测量。这种结构使机器人手能够根据抓握状态被更精确地控制。作为力传感器，可以使用测力传感器、应变仪或光学测量检测部分的变形量的方式的力检测设备。下面将参照附图描述根据第一示例性实施例的结构和抓握控制。图1例示了根据本示例性实施例的机器人系统的示意性结构。根据本示例性实施例的机器人系统100包括机器人臂主体200、机器人手主体300、机器人臂控制设备400和机器人手控制设备500。作为组装用零件的工件W1被放置在工件安装基部S1上，并且，作为要组装的对象的工件W2被固定在工件固定基部S2上。机器人系统100操作待组装的工件W1和W2，从而使得能够制造工业产品或其零件。例如，工件W1和W2的组装操作是以这样的方式进行的，使用机器人臂主体200和机器人手主体300抓握和移动作为待抓握的对象的工件W1，然后将工件W1装配到工件W2的组装部分。在本示例性实施例中，机器人臂主体200是多关节机器人臂。机器人臂主体200的底部被固定到基部600。作为抓握设备的机器人手主体300被安装在机器人臂主体200的前缘。通过机器人手主体300对工件W1进行操作。机器人臂主体200的各个关节配设有作为用于驱动相应关节的驱动源的电机和作为用于检测电机的旋转角度的检测器的编码器。机器人臂控制设备400针对机器人手主体300的目标位置姿态计算要由机器人臂主体200的关节所形成的角度，并向控制各个关节的电机的伺服电路(未例示)输出命令值。机器人手控制设备500与机器人臂控制设备400连接，并向机器人手主体300输出抓握命令。该抓握命令作为例如表示编号或数值的数据(抓握命令表)而输出。如图1所示，机器人手控制设备500包括由微处理器等构成的CPU501以及经由总线连接到CPU501的只读存储器(ROM)502、随机存取存储器(RAM)503、通用信号接口504和手电机驱动器505。ROM502存储用于控制机器人手主体300的程序。抓握命令可以由用户使用外部输入设备700输出。外部输入设备700的示例包括示教器。与机器人手控制设备500的部件501至505相同，机器人臂控制设备400可以包括CPU、ROM、RAM、通用信号接口、电机驱动器等。在这些部件中，通用信号接口504被用于与机器人臂主体200的各个单元中的传感器等进行通信，并且臂电机驱动器405被用于控制用于驱动机器人臂主体200的各个关节的电机。图2例示根据第一示例性实施例的机器人手主体300的示意性结构。机器人手体300包括作为抓握部分的三个抓握指3401至3403。抓握指3401至3403被控制成，通过旋转驱动的关节J1至J5，分别相对于连杆351、352和353移位。该结构允许抓握指3401至3403进行操作以抓握要被抓握的各个对象(下面描述的各个工件)，或者释放抓握的对象。相应地，机器人手主体300的抓握指3401至3403由关节J1至J5驱动。包括在机器人手主体300的各个抓握指3401至3403的驱动传动系统的一部分中的各本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机器人手，其具有被构造为抓握对象的多个抓握指，所述机器人手包括：打开/关闭驱动机构，其被构造为驱动所述多个抓握指的打开和关闭；多个力检测单元，其被构造为检测关于作用在所述多个抓握指中的各个抓握指上的力的力信息；位置检测单元，其被构造为检测表示所述多个抓握指中的各个抓握指在预定义坐标系中的位置的位置信息；以及控制单元，其被构造为控制机器人手，其中，控制单元基于由力检测单元检测到的力信息和由位置检测单元检测到的位置信息，来计算作用在机器人手上的预定义位置处的三个轴方向上的力，并且计算关于三个轴中的各个轴而作用的力矩。

【技术特征摘要】
2017.05.18 JP 2017-0987181.一种机器人手，其具有被构造为抓握对象的多个抓握指，所述机器人手包括：打开/关闭驱动机构，其被构造为驱动所述多个抓握指的打开和关闭；多个力检测单元，其被构造为检测关于作用在所述多个抓握指中的各个抓握指上的力的力信息；位置检测单元，其被构造为检测表示所述多个抓握指中的各个抓握指在预定义坐标系中的位置的位置信息；以及控制单元，其被构造为控制机器人手，其中，控制单元基于由力检测单元检测到的力信息和由位置检测单元检测到的位置信息，来计算作用在机器人手上的预定义位置处的三个轴方向上的力，并且计算关于三个轴中的各个轴而作用的力矩。2.根据权利要求1所述的机器人手，其中，控制单元将力信息和位置信息转换为所述预定义坐标系的坐标，并计算所述三个轴方向上的力和关于所述三个轴中的各个轴而作用的力矩。3.根据权利要求1所述的机器人手，其中，所述预定义位置是当对象被抓握时机器人手的重心位置。4.根据权利要求1所述的机器人手，其中，力检测单元是配设在所述多个抓握指中的各个抓握指中的三轴力传感器，并且检测作用在所述多个抓握指中的各个抓握指上的载荷。5.根据权利要求1所述的机器人手，其中，位置检测单元使用配设在打开/关闭驱动机构中的编码器来检测位置信息。6.根据权利要求1所述的机器人手，所述机器人手还包括：转动驱动机构，其被构造成使所述多个抓握指转动，其中，位置检测单元检测所述多个抓握指中的各个抓握指相对于机器人手的位置。7.根据权利要求6所述的机器人手，其中，通过使用单个驱动源的致动器，来允许多个抓握指当中的被使得转动的抓握指转动。8.根据权利要求1所述的机器人手，其中，在对象被抓握以进行组装的情况下，控制单元基于计算出的所述三...

【专利技术属性】
技术研发人员：浅野秀忠，佐藤修一，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP