機(jī)械臂、機(jī)械臂系統(tǒng)以及控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及機(jī)械臂、機(jī)械臂系統(tǒng)以及控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 研宄/開(kāi)發(fā)有根據(jù)拍攝部所拍攝的拍攝圖像來(lái)檢測(cè)規(guī)定位置與目標(biāo)物的相對(duì)位 置的變化，并將其用作反饋信息，從而追蹤目標(biāo)物的與視覺(jué)伺服相關(guān)的技術(shù)。使用了視覺(jué)伺 服的機(jī)械臂，例如，能夠通過(guò)拍攝部依次拍攝包含作業(yè)對(duì)象以及把持作業(yè)對(duì)象的把持部的 圖像，并基于拍攝到的拍攝圖像，來(lái)進(jìn)行通過(guò)把持部使作業(yè)對(duì)象移動(dòng)到目標(biāo)位置等的作業(yè)。
[0003]與此相關(guān)，已知有在機(jī)械臂控制裝置中，利用機(jī)械臂的照相機(jī)所具備的光學(xué)系統(tǒng) 的調(diào)整功能，并將該調(diào)整功能納入視覺(jué)伺服的反饋系統(tǒng)的技術(shù)（參照專利文獻(xiàn)1)。
[0004] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開(kāi)2003 - 211382號(hào)公報(bào)
[0005] 然而，在以往的機(jī)械臂控制裝置中，沒(méi)有考慮使機(jī)械臂把持例如，標(biāo)簽、封條、紙張 等片狀的柔軟物體的情況，而存在不能夠?qū)⒂蓹C(jī)械臂把持的柔軟物體以規(guī)定的位置以及姿 勢(shì)移動(dòng)到目標(biāo)位置這樣的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 因此本發(fā)明是鑒于上述以往技術(shù)的問(wèn)題而完成的，提供能夠進(jìn)行適于柔軟物體的 作業(yè)的機(jī)械臂、機(jī)械臂系統(tǒng)以及控制裝置。
[0007] 本發(fā)明的一方式是一種機(jī)械臂，包含：手部，其把持柔軟物體；以及控制部，其使 上述手部動(dòng)作，上述控制部使用上述手部與上述柔軟物體的規(guī)定部的相對(duì)速度，來(lái)使上述 手部動(dòng)作。
[0008] 根據(jù)該結(jié)構(gòu)，機(jī)械臂使用手部與柔軟物體的規(guī)定部的相對(duì)速度，來(lái)使手部動(dòng)作。由 此，機(jī)械臂能夠進(jìn)行適于柔軟物體的作業(yè)。
[0009] 另外，本發(fā)明的其他的方式也可以是，在機(jī)械臂中，使用上述柔軟物體是片狀的物 體的結(jié)構(gòu)。
[0010] 根據(jù)該結(jié)構(gòu)，機(jī)械臂把持片狀的物體，使用手部與片狀的物體的規(guī)定部的相對(duì)速 度，來(lái)使手部動(dòng)作。由此，機(jī)械臂能夠進(jìn)行適于片狀的物體的作業(yè)。
[0011] 另外，本發(fā)明的其他的方式也可以是，在機(jī)械臂中，使用上述規(guī)定部是指上述柔軟 物體的端邊的中點(diǎn)的結(jié)構(gòu)。
[0012] 根據(jù)該結(jié)構(gòu)，機(jī)械臂使用手部與柔軟物體的端邊的中點(diǎn)的相對(duì)速度，來(lái)使手部動(dòng) 作。由此，機(jī)械臂能夠根據(jù)柔軟物體的端邊的移動(dòng)，來(lái)進(jìn)行適于柔軟物體的作業(yè)。
[0013] 另外，本發(fā)明的其他的方式也可以是，在機(jī)械臂中，使用具備拍攝包含上述柔軟物 體的拍攝圖像的拍攝部，上述控制部基于上述拍攝圖像來(lái)計(jì)算上述相對(duì)速度的結(jié)構(gòu)。
[0014] 根據(jù)該結(jié)構(gòu)，機(jī)械臂拍攝包含柔軟物體的拍攝圖像，基于拍攝圖像來(lái)計(jì)算相對(duì)速 度。由此，機(jī)械臂能夠依次判定手部和柔軟物體的狀態(tài)從而移動(dòng)手部，來(lái)進(jìn)行適于柔軟物體 的作業(yè)。
[0015]另外，本發(fā)明的其他的方式也可以是，在機(jī)械臂中，使用上述拍攝部具備：第1拍 攝部，其具備第1透鏡以及第1拍攝元件；以及第2拍攝部，其具備第2透鏡以及第2拍攝 元件，通過(guò)上述第1透鏡將從第1方向入射的包含上述柔軟物體的光會(huì)聚于上述第1拍攝 元件，通過(guò)上述第2透鏡將從第2方向入射的包含上述柔軟物體的光會(huì)聚于上述第2拍攝 元件的結(jié)構(gòu)。
[0016] 根據(jù)該結(jié)構(gòu)，機(jī)械臂通過(guò)第1透鏡將從第1方向入射的包含柔軟物體的光會(huì)聚于 第1拍攝元件，通過(guò)第2透鏡將從第2方向入射的包含柔軟物體的光會(huì)聚于第2拍攝元件。 由此，機(jī)械臂能夠基于通過(guò)第1拍攝元件拍攝到的第1拍攝圖像和通過(guò)第2拍攝元件拍攝 到的第2拍攝圖像，通過(guò)使用極線約束來(lái)計(jì)算柔軟物體的三維位置以及姿勢(shì)，其結(jié)果，能夠 基于柔軟物體的三維位置以及姿勢(shì)來(lái)進(jìn)行適于柔軟物體的作業(yè)。
[0017] 另外，本發(fā)明的其他的方式也可以是，在機(jī)械臂中，使用上述拍攝部具備排列在與 拍攝元件的面平行的面上的、相互具有不同的焦點(diǎn)的多個(gè)透鏡，并拍攝通過(guò)上述多個(gè)透鏡 得到的包含深度方向的信息的圖像的結(jié)構(gòu)。
[0018] 根據(jù)該結(jié)構(gòu)，機(jī)械臂拍攝通過(guò)多個(gè)透鏡得到的包含深度方向的信息的圖像。由此， 機(jī)械臂能夠不使用基于2個(gè)拍攝圖像的極線約束，而基于包含深度方向的信息的一個(gè)拍攝 圖像來(lái)計(jì)算柔軟物體的三維位置以及姿勢(shì)，所以能夠縮短計(jì)算處理的時(shí)間。
[0019] 另外，本發(fā)明的其他的方式也可以是，在機(jī)械臂中，使用上述控制部基于上述拍攝 圖像，來(lái)計(jì)算表示上述柔軟物體的表面形狀的近似式，基于計(jì)算出的近似式，來(lái)計(jì)算上述柔 軟物體的上述規(guī)定部的位置以及姿勢(shì)，從而計(jì)算上述相對(duì)速度的結(jié)構(gòu)。
[0020] 根據(jù)該結(jié)構(gòu)，機(jī)械臂基于拍攝圖像，來(lái)計(jì)算表示柔軟物體的表面形狀的近似式，基 于計(jì)算出的近似式，來(lái)計(jì)算柔軟物體的規(guī)定部的位置以及姿勢(shì)。由此，機(jī)械臂能夠基于柔軟 物體的規(guī)定部的位置以及姿勢(shì)的變化，來(lái)進(jìn)行適于柔軟物體的作業(yè)。
[0021] 另外，本發(fā)明的其他的方式也可以是，在機(jī)械臂中，使用上述控制部提取上述拍攝 圖像中的、包含上述柔軟物體的規(guī)定部的部分區(qū)域，基于提取出的上述部分區(qū)域，來(lái)計(jì)算表 示上述柔軟物體的表面形狀的近似式的結(jié)構(gòu)。
[0022] 根據(jù)該結(jié)構(gòu)，機(jī)械臂提取拍攝圖像中的、包含柔軟物體的規(guī)定部的部分區(qū)域，基于 提取出的部分區(qū)域，來(lái)計(jì)算表示柔軟物體的表面形狀的近似式。由此，與機(jī)械臂基于拍攝圖 像的全部來(lái)進(jìn)行圖像處理的情況相比，能夠縮短圖像處理的時(shí)間。
[0023] 另外，本發(fā)明的其他的方式也可以是，在機(jī)械臂中，使用上述控制部基于上述柔軟 物體的規(guī)定部的位置和姿勢(shì)、以及對(duì)上述手部預(yù)先設(shè)定的點(diǎn)的位置和姿勢(shì)，來(lái)計(jì)算上述手 部和上述柔軟物體的相對(duì)位置，從而計(jì)算上述相對(duì)速度的結(jié)構(gòu)。
[0024] 根據(jù)該結(jié)構(gòu)，機(jī)械臂基于柔軟物體的規(guī)定部的位置和姿勢(shì)、以及對(duì)手部預(yù)先設(shè)定 的點(diǎn)的位置和姿勢(shì)，來(lái)計(jì)算手部和柔軟物體的相對(duì)位置，從而計(jì)算相對(duì)速度。由此，機(jī)械臂 能夠基于手部和柔軟物體的相對(duì)位置，來(lái)進(jìn)行適于柔軟物體的作業(yè)。
[0025] 另外，本發(fā)明的其他的方式也可以是，在機(jī)械臂中，使用上述控制部基于上述拍攝 圖像和上述相對(duì)速度來(lái)計(jì)算雅可比矩陣的結(jié)構(gòu)。
[0026] 根據(jù)該結(jié)構(gòu)，機(jī)械臂基于拍攝圖像和相對(duì)速度來(lái)計(jì)算雅可比矩陣。由此，機(jī)械臂能 夠基于雅可比矩陣，來(lái)進(jìn)行適于柔軟物體的作業(yè)。
[0027] 另外，本發(fā)明的其他的方式也可以是，在機(jī)械臂中，使用上述控制部基于上述雅可 比矩陣，通過(guò)視覺(jué)伺服來(lái)移動(dòng)上述手部的結(jié)構(gòu)。
[0028] 根據(jù)該結(jié)構(gòu)，機(jī)械臂基于雅可比矩陣通過(guò)視覺(jué)伺服來(lái)移動(dòng)上述手部。由此，機(jī)械臂 能夠進(jìn)行適于柔軟物體的通過(guò)視覺(jué)伺服進(jìn)行的作業(yè)。
[0029]另外，本發(fā)明的其他的方式是一種機(jī)械臂系統(tǒng)，包含：拍攝部，其拍攝包含柔軟物 體的拍攝圖像；機(jī)械臂，其具備把持上述柔軟物體的手部；以及控制部，其使上述手部動(dòng) 作，上述控制部使用上述手部與上述柔軟物體的規(guī)定部的相對(duì)速度，來(lái)使上述手部動(dòng)作。
[0030] 根據(jù)該結(jié)構(gòu)，機(jī)械臂系統(tǒng)拍攝包含柔軟物體的拍攝圖像，并把持柔軟物體，使用手 部和柔軟物體的規(guī)定部的相對(duì)速度，來(lái)使手部動(dòng)作。由此，機(jī)械臂系統(tǒng)能夠進(jìn)行適于柔軟物 體的作業(yè)。
[0031] 另外，本發(fā)明的其他的方式是一種控制裝置，是使具備把持柔軟物體的手部的機(jī) 械臂動(dòng)作的控制裝置，該控制裝置使用上述手部與上述柔軟物體的規(guī)定部的相對(duì)速度，來(lái) 使上述手部動(dòng)作。
[0032] 根據(jù)該結(jié)構(gòu)，控制裝置使具備把持柔軟物體的手部的機(jī)械臂動(dòng)作，使用手部與柔 軟物體的規(guī)定部的相對(duì)速度，來(lái)使手部動(dòng)作。由此，控制裝置能夠進(jìn)行適于柔軟物體的作 業(yè)。
[0033] 由此可見(jiàn)，機(jī)械臂、機(jī)械臂系統(tǒng)以及控制裝置把持柔軟物體，使用手部與柔軟物體 的規(guī)定部的相對(duì)速度，來(lái)使手部動(dòng)作。由此，機(jī)械臂能夠進(jìn)行適于柔軟物體的作業(yè)。
【附圖說(shuō)明】
[0034] 圖1是示意性地表示使用第1實(shí)施方式的機(jī)械臂系統(tǒng)1的情況下的一個(gè)例子的 圖。
[0035] 圖2是表示控制裝置30的硬件結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的圖。
[0036] 圖3是表示控制裝置30的功能結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的圖。
[0037] 圖4是表示以機(jī)械臂20進(jìn)行規(guī)定的作業(yè)的方式控制部40控制機(jī)械臂20的處理 的流程的一個(gè)例子的流程圖。
[0038] 圖5是例示通過(guò)拍攝部10拍攝到的拍攝圖像的一部分的圖。
[0039] 圖6是例示通過(guò)端邊檢測(cè)部42從拍攝圖像P1 - 2、拍攝圖像P2 - 2檢測(cè)出的柔 軟物體S的端邊的圖。
[0040] 圖7是用于說(shuō)明由形狀推斷部44進(jìn)行的推斷柔軟物體S的代表邊、和代表邊的兩 端的2個(gè)邊的形狀的處理的示意圖。
[0041]圖8是示意性地表示使用第2