[发明专利]机械手有效
申请号: | 200780037872.3 | 申请日: | 2007-10-18 |
公开(公告)号: | CN101522377A | 公开(公告)日: | 2009-09-02 |
发明(设计)人: | 柄川索 | 申请(专利权)人: | 株式会社日立制作所 |
主分类号: | B25J19/06 | 分类号: | B25J19/06;B25J13/08 |
代理公司: | 中国国际贸易促进委员会专利商标事务所 | 代理人: | 李 洋 |
地址: | 日本*** | 国省代码: | 日本;JP |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 机械手 | ||
技术领域
本发明涉及一种通过臂部把持对象物进行定位或搬运的机械手。
背景技术
机械手为如人的手臂那样组合了关节与臂部(臂)的装置,是把持对象物进行定位或搬运的装置的总称。机械手一般具有把持对象物的把持机构和使把持机构动作的臂机构,存在臂部的移动受到自动控制的机械手和人操作的机械手。作为臂部受到自动控制的类型的机械手的例子,有在工厂中用于部件的输送、组装等的产业用机器人臂部、在公共空间·办公室·家庭内等进行家务或看护等作业的服务机器人的臂部等。作为人操作臂部的类型的机械手的例子,有处理大型·质量大的物体的建筑机械、在宇宙环境或核能设施等中使用的主从机械手、以及医疗用手术支援机械手等。
以往,提出有防止机械手接触周围的物或人的安全技术。对于手臂型机器人提出了如下技术,即,在机器人臂部的作业范围的周围设置侵入检测传感器等,当检测到障碍物的进入时,紧急停止。另外,对于建筑机械,提出了如下的建筑机械的警报装置,即,作业人员佩戴红外线发光器,同时,将红外线感光器安装于建筑机械,当作业人员侵入设定在建筑机械周围的警报区域内时,由红外线感光器检测到作业人员,发出警告。
另一方面,对于机械手所把持的物体,也需要防止接触到周围的物或人。然而,以往未提出可应对把持了未预先提供形状的未知物体的情况的、关于把持物体的接触的安全技术。
为了防止未知的把持物体接触到周围,需要得知把持中的物体的尺寸和形状的机构。作为与其相关的技术,具有以通过机械手把持对象物为目的、获取与该对象物的形状相关的信息的技术。作为该技术,提出了如下方法,即,基于由设置在手臂型机器人上的视觉传感器获得的图像信息,通过图像识别将把持对象物适用于简单形状,计算出其大小、朝向,据此求出把持方法,以便可靠地对任意形状物进行把持。
在日本特开2000-202790号公报中公开了如下的机器人装置,该机器人装置由设置于手臂型机器人主体的超声波传感器检测周围的移动物体,当与主体的距离处于一定的范围内时,对机器人臂部的移动速度进行减速控制。
另外,在日本特开2005-128959号公报中公开了机器人装置及其学习方法,即,通过使臂部单元等的可动部接触于学习对象物体并使学习对象物体动作,以此切出表示学习对象物体的物体区域图像,从该物体区域图像抽取特征量并且登录到物体模型数据库。在这里,抽取对象物体的图像的机构,使用从拍摄的图像抽取在使对象物体动作前后存在变化的区域的方法。
以往,在机械手把持着未知物体的情况下,不存在防止把持物体接触到周围的物或人的适当的安全技术。另外,上述以往的通过图像识别获得与把持对象物体的形状相关的信息的方法能够用于工厂那样的整顿后的环境,但在一般的办公室·家庭内或者屋外等复杂的环境中,存在难以从图像中所拍摄的背景的物体将把持对象物体分离出来的问题。
更详细地说,在一般的办公室·家庭内、屋外等复杂的环境中,存在把持的对象物以外的周围物体也移动的可能性。如日本特开2005-128959号公报那样,作为在对象物正移动的情况下从图像中抽取对象物的方法,已知有从不同时刻的多个图像抽取变化了的部分的方法,但在周围物体也移动的情况下,由于将移动的背景的部分误识别为对象物,所以,不能正确地抽取对象物。
这样,为了安全地处理未知的物体,需要识别正把持的物体,但在以往的技术中,难以在一般的环境中可靠地识别把持对象物体。这使得难以将办公室·家庭用服务机器人等具有处理未知物体的自动型机械手的机器人实用化。另外,在建筑机械等操作型机械手的情况下,必须由操作者的注意力确保安全性,操作者的负担大。
专利文献1:日本特开2000-202790号公报
专利文献2:日本特开2005-128959号公报
发明内容
本发明就是鉴于该点而作出的,其目的在于提供一种机械手,该机械手在把持着的物体和周围物体都能够任意地动作的状况下,能够可靠地识别未知的把持物体的形状,并基于识别的形状进行作业,而且,可防止把持物体接触到周围的物·人,由此可提高安全性。
本发明的机械手具有:臂部;驱动上述臂部的臂部驱动机构;设置于上述臂部的把持部;获取上述把持部的周边图像的图像输入机构;检测上述把持部相对于上述图像输入机构的相对位置的把持部相对位置检测机构;以及存储由上述图像输入机构获得的多个图像、和由上述把持部相对位置检测机构检测出的上述把持部相对于上述图像输入机构的相对位置的存储机构,基于存储于上述存储机构的多个图像和上述把持部相对于上述图像输入机构的相对位置,检测上述把持物体的位置和形状。
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