[发明专利]握持位置决定装置、决定系统、决定方法以及记录介质

说明书

本发明的目的在于提供一种能够决定考虑到操作的握持点的握持位置决定装置、握持位置决定系统、握持位置决定方法以及记录介质。握持位置决定装置是具有多关节的多手指的机械手的握持位置决定装置，所述握持位置决定装置包括：摩擦力分布计算部，根据利用多手指中的至少两个手指来握持物体时的握持力的预测控制，来推测进行握持的手指中的一个手指与物体之间的摩擦力，基于使用所推测出的摩擦力而算出的与摩擦力相关的值，来算出在物体表面上能够握持物体的摩擦力分布；可握持区域选择部，根据摩擦力分布来选择至少一个以上的可握持区域；以及握持位置计算部，从所选择的可握持区域中算出能够稳定地握持物体的握持位置。

技术领域

本发明涉及一种握持位置决定装置、握持位置决定系统、握持位置决定方法以及记录介质。

背景技术

提出有一种使机器人握持物体的控制装置。作为此种控制装置，提出有下述方法：暂时决定可物理接触的握持点后，考虑力的平衡来决定握持力，将所述握持力的品质评估为握持力的包络体的体积后，搜索品质更高的握持点(例如参照专利文献1)。

而且，专利文献2所记载的技术中，在实际握持物体之前，仅使手指以规定的按压力在握持对象物表面上滑动，检测此时的按压力与摩擦力，根据按压力与摩擦力之比来求出推测摩擦系数。并且，专利文献2所记载的技术中，利用所求出的推测摩擦系数来维持握持力以免产生滑动，且适当控制以免握持力变得过剩，由此，利用适当的握持力来稳定地保持物体。

图13是用于说明在以往技术中，机器人利用两个手指(上指901与下指902)来握持物体(硬币状的物体Obj)的示例的图。在第一状态g901下，上指901与下指902在硬币Obj的长边方向上的偏离即指间间隙为0.0(m)。在第二状态g902下，上指901与下指902的指间间隙为0.0015(m)。图表g903是表示包含第一状态和第二状态的指间间隙与横向力(平方和)的关系的图表，横轴为指间间隙(m)，纵轴为横向力。另外，所谓横向力，是指所握持的物体所承受的横向的力(摩擦力)。如图13所示，当指间间隙变大时，横向力变大，握持状态变得不稳定。

图14是用于说明在以往技术中，机器人利用三个手指(第一指911、第二指912与第三指913)来握持物体(球状的物体Obj)的示例的图。图表g911～图表g914表示第一状态～第四状态。在图表g911～图表g914中，纵轴与横轴为指间间隙(m)。如图表g911所示，在第一状态下，三个手指的角度分别为10度、170度、270度，横向力为6.21e-23。如图表g912所示，在第二状态下，三个手指的角度分别为10度、170度、230度，横向力为9.81e-2。如图表g911与图表g912所示，当手指位于与重力相向的位置时，横向力达到最小。而且，如图表g913所示，在第三状态下，三个手指的角度分别为30度、150度、270度，横向力为6.29e-23。如图表g914所示，在第四状态下，三个手指的角度分别为70度、150度、270度，横向力为5.72e-07。如图表g913与图表g914所示，在左右对称的手指位置时，横向力达到最小。

图15是用于说明在以往技术中，机器人利用两个手指(上指901与下指902)而以指间间隙0.0(m)来握持物体(硬币状的物体Obj)时的指标ε(参照非专利文献1)的示例的图。图表g921是表示指间间隙的图表。图表g922是二维地表示指标ε的图，横轴为力，纵轴为力矩。由链线围成的区域越大，则表示握持状态越稳定。这样，手指在物体的厚度方向上相对(指间间隙0.0(m))时的指标ε为约5.69e-06。图表g923是表示上指的摩擦推与力矢量的图表，图表g924是表示下指的摩擦推与力矢量的图表。在此状态的情况下，Gcfc＝-Fe成立，有充分的握持余裕。另外，Fe为外力，Gcfc为机器人在握持时可使出的力。另外，力封闭(forceclosure)的成立条件是：相对于任意的外力Fe∈R6而Gcfc＝-Fe成立。