(57)【要約】【課題】除電装置を搭載することなく、把持手段が把持対象物を把持するときに把持手段と把持対象物との間で放電が発生するのを防ぐ技術を提供する。【解決手段】サービスロボット１は、把持対象物Ｑを把持可能なハンド６と、ハンド６が把持対象物Ｑを把持するハンド６の把持動作を実行可能な把持制御部１８と、把持対象物Ｑが着座している着座面Ｐを認識可能な認識部１７と、を備える。把持制御部１８は、ハンド６の把持動作を実行するとき、ハンド６が把持対象物Ｑに接触する前に、ハンド６を着座面Ｐに接触させる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
把持対象物を把持可能な把持手段と、
前記把持手段が前記把持対象物を把持する前記把持手段の把持動作を実行可能な把持制御手段と、
前記把持対象物が着座している着座面を認識可能な認識手段と、
を備えた把持装置であって、
前記把持制御手段は、前記把持手段の前記把持動作を実行するとき、前記把持手段が前記把持対象物に接触する前に、前記把持手段を前記着座面に接触させる、
把持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、把持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、足部の緩衝部材に導電部材を設けることで、足部に帯電する静電気を効果的に放電して除去するようにした脚式移動ロボットを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−０８２２００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１のように足部に帯電する静電気を放電できたとしても、実際にエンドエフェクタであるハンドで物を把持する際、ハンドと物との間の電位差により、ハンドと物との間で放電が発生し、物にダメージを与える虞がある。
【０００５】
また、上記放電を防止すべく、イオナイザなどの除電装置を用いてハンドを予め除電しておくことも考えられるが、コストの側面から容易ではない。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、除電装置を搭載することなく、把持手段が把持対象物を把持するときに把持手段と把持対象物との間で放電が発生するのを防ぐ技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願発明の観点によれば、把持対象物を把持可能な把持手段と、前記把持手段が前記把持対象物を把持する前記把持手段の把持動作を実行可能な把持制御手段と、前記把持対象物が着座している着座面を認識可能な認識手段と、を備え、前記把持制御手段は、前記把持手段の前記把持動作を実行するとき、前記把持手段が前記把持対象物に接触する前に、前記把持手段を前記着座面に接触させる、把持装置が提供される。以上の構成によれば、前記把持手段を前記着座面に接触させることで前記把持手段と前記把持対象物が同電位となるので、前記把持手段が前記把持対象物を把持するときに前記把持手段と前記把持対象物との間で放電が発生するのを防ぐことができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、前記把持手段を前記着座面に接触させることで前記把持手段と前記把持対象物が同電位となるので、前記把持手段が前記把持対象物を把持するときに前記把持手段と前記把持対象物との間で放電が発生するのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】サービスロボットの把持動作を示す斜視図である。
【図２】サービスロボットの制御回路である。
【図３】サービスロボットの制御フローである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図１から図３を参照して、移動型のサービスロボット１（把持装置）を説明する。
【００１１】
図１に示すように、サービスロボット１は、着座面Ｐに着座している把持対象物Ｑを把持する把持動作を実行するロボットである。サービスロボット１は、ロボット本体２と、ヘッド３と、カメラ４（撮像手段）と、アーム５と、ハンド６（把持手段）と、複数の車輪７と、を含む。
【００１２】
図２に示すように、サービスロボット１は、更に、制御回路１０と、アーム制御モータ１１と、ハンド制御モータ１２と、を含む。
【００１３】
制御回路１０は、中央演算処理器としてのCPU１３（Central Processing Unit）と、読み書き自由のRAM１４（Random Access Memory）、読み出し専用のROM１5（Read Only Memory）を備えている。そして、CPU１３がROM１5に記憶されている制御プログラムを読み出して実行することで、制御プログラムは、CPU１３などのハードウェアを、カメラ制御部１６、認識部１７、把持制御部１８として機能させる。
【００１４】
カメラ制御部１６は、カメラ４に撮像指令を出力すると共に、カメラ４から画像データを受信し、受信した画像データをRAM１４に保存する。
【００１５】
認識部１７は、RAM１４から画像データを読み出し、読み出した画像データに基づいて、図１に示す着座面Ｐや把持対象物Ｑを認識する。
【００１６】
把持制御部１８は、アーム制御モータ１１やハンド制御モータ１２に動作指令を出力することで、アーム５及びハンド６の動作を制御する。把持制御部１８の詳細な説明は後述する。
【００１７】
図１に戻り、ヘッド３は、ロボット本体２の上面２ａに水平旋回可能に固定されている。
【００１８】
カメラ４は、ヘッド３の側面３ａに固定されている。カメラ４は、カメラ制御部１６から出力された撮像指令に基づいて外部環境を撮像して画像データを生成し、生成した画像データをカメラ制御部１６に送信する。
【００１９】
アーム５は、ロボット本体２の外周面に取り付けられている。アーム５は、２つの関節を有し、アーム制御モータ１１によって屈伸する。
【００２０】
ハンド６は、アーム５の先端に取り付けられたエンドエフェクタであって、把持対象物Ｑを把持可能に構成されている。ハンド６は、例えば導電性樹脂によって形成されている。なお、ハンド６は、金属製であってもよい。
【００２１】
複数の車輪７は、ロボット本体２の底面２ｂに回転可能に固定されている。複数の車輪７は、図示しない駆動モータにより駆動される。複数の車輪７は、導電性材料で構成してもよいし、絶縁性材料で構成してもよい。サービスロボット１は、複数の車輪７を用いて移動可能である。
【００２２】
着座面Ｐは、好ましくは導電性であり、金属又は導電性樹脂により形成されている。
【００２３】
次に、図３を参照して、サービスロボット１の動作を説明する。
【００２４】
先ず、把持制御部１８が、ハンド６が把持対象物Ｑを把持するハンド６の動作としての把持動作を開始すると（S100）、カメラ制御部１６がカメラ４に撮像指令を出力し、カメラ４が把持対象物Ｑを撮像して画像データを生成し、生成した画像データをカメラ制御部１６に送信する。カメラ制御部１６は受信した画像データをRAM１４に記憶する。認識部１７はRAM１４から画像データを読み出し、画像データに基づいて把持対象物Ｑを認識する（S110）。なお、認識部１７が画像データに基づいて把持対象物Ｑを認識する際の認識アルゴリズムは例えば公知のSIFT特徴量やSURF特徴量を用いたものを利用できる。また、認識部１７は、把持対象物Ｑに付されたマーカーに基づいて把持対象物Ｑを認識してもよい。
【００２５】
なお、把持動作の開始（S100）に際しては、ハンド６や把持対象物Ｑはそれぞれ帯電していてもよい。具体的には、ハンド６はプラスに帯電し、把持対象物Ｑはマイナスに帯電してもよいし、ハンド６及び把持対象物Ｑが何れもプラスに帯電していてもよいし、ハンド６及び把持対象物Ｑが何れもマイナスに帯電していてもよい。また、ハンド６と把持対象物Ｑの何れか一方のみが帯電していてもよいし、ハンド６も把持対象物Ｑも帯電していなくてもよい。
【００２６】
次に、把持制御部１８は、ハンド６が把持対象物Ｑを把持する前に、ハンド６が把持対象物Ｑを把持する際にハンド６と把持対象物Ｑの間で発生する放電現象が許容されるか判断する（S120）。把持対象物Ｑが例えば電気機器や生物である場合、ハンド６が把持対象物Ｑを把持する際にハンド６と把持対象物Ｑの間で発生する放電現象は許容できない。電気機器は、例えば、テレビ、固定電話、携帯電話、冷蔵庫、パーソナルコンピュータ、オーディオ機器が挙げられる。生物は、例えば、人間やペットが挙げられる。このように放電現象が許容できない把持対象物Ｑのリストは、予めROM１5に記憶しておくとよい。また、放電現象が許容できない把持対象物Ｑのリストは、ユーザーインターフェースを介してオペレータが随時更新できるようにするとよい。
【００２７】
S120において、ハンド６が把持対象物Ｑを把持する際にハンド６と把持対象物Ｑの間で発生する放電現象が許容されると判断した場合は（S120:YES）、把持制御部１８は、アーム制御モータ１１及びハンド制御モータ１２を制御して、ハンド６と把持対象物Ｑとの接触を伴いつつ、ハンド６に把持対象物Ｑを把持させ（S150）、把持動作を終了する（S160）。
【００２８】
一方、S120において、ハンド６が把持対象物Ｑを把持する際にハンド６と把持対象物Ｑの間で発生する放電現象が許容されないと判断した場合は（S120:NO）、把持制御部１８は、除電動作を実行する（S130及びS140）。即ち、先ず、カメラ制御部１６がカメラ４に撮像指令を出力し、カメラ４が把持対象物Ｑの周辺環境を撮像して画像データを生成し、生成した画像データをカメラ制御部１６に送信する。カメラ制御部１６は受信した画像データをRAM１４に記憶する。認識部１７はRAM１４から画像データを読み出し、画像データに基づいて把持対象物Ｑが着座している着座面Ｐを認識する（S130）。次に、把持制御部１８は、アーム制御モータ１１を制御して、ハンド６を着座面Ｐに接触させる（S140）。ハンド６が着座面Ｐに接触するとハンド６と把持対象物Ｑが同電位となるので、ハンド６が以降の動作において把持対象物Ｑに直接接触しても、ハンド６と把持対象物Ｑとの間で放電が発生するのを防止することができる。なお、ハンド６が着座面Ｐに接触する際にハンド６と着座面Ｐとの間で放電現象が仮に発生したとしても、この放電現象がハンド６と着座面Ｐの間で発生している限りにおいては、この放電現象によって把持対象物Ｑがダメージを受けることはない。次に、把持制御部１８は、アーム制御モータ１１及びハンド制御モータ１２を制御して、ハンド６と把持対象物Ｑとの接触を伴いつつ、ハンド６に把持対象物Ｑを把持させ（S150）、把持動作を終了する（S160）。
【００２９】
上記実施形態は、以下のような特長を有する。
【００３０】
サービスロボット１（把持装置）は、把持対象物Ｑを把持可能なハンド６（把持手段）と、ハンド６が把持対象物Ｑを把持するハンド６の把持動作（S100からS160まで）を実行可能な把持制御部１８（把持制御手段）と、把持対象物Ｑが着座している着座面Ｐを認識可能な認識部１７（認識手段）と、を備える。把持制御部１８は、ハンド６の把持動作（S100からS160まで）を実行するとき、ハンド６が把持対象物Ｑに接触する（S150)前に、ハンド６を着座面Ｐに接触させる（S140）。以上の構成によれば、ハンド６を着座面Ｐに接触させることでハンド６と把持対象物Ｑが同電位となるので、ハンド６が把持対象物Ｑを把持するときにハンド６と把持対象物Ｑとの間で放電が発生するのを防ぐことができ、もって、放電現象によって把持対象物Ｑがダメージを受けることがない。
【００３１】
上記実施形態において、把持制御部１８は、ハンド６が把持対象物Ｑに接触する前に、ハンド６を着座面Ｐに接触させることとした。しかし、アーム５とハンド６が導通している場合は、把持制御部１８は、ハンド６を着座面Ｐに接触させることに代えて、アーム５を着座面Ｐに接触させることとしてもよいし、アーム５の先端に突起状に設けられてハンド６と導通している図示しない除電部を着座面Ｐに接触させることとしてもよい。
【００３２】
また、上記実施形態では、認識部１７は、カメラ４から受信した画像データに基づいて把持対象物Ｑを認識することとしたが、これに代えて、ユーザーインターフェースによる入力や他のプログラムで把持すべき対象が事前に指定されている場合は、インターフェースによる入力や他のプログラムから受け取った変数に基づいて把持対象物Ｑを認識することができる。
【００３３】
上述の例において、制御プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（random access memory））を含む。また、制御プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、制御プログラムをコンピュータに供給できる。
【符号の説明】
【００３４】
１  サービスロボット
２  ロボット本体
３  ヘッド
４  カメラ
５  アーム
６  ハンド
７  車輪
１０  制御回路
１１  アーム制御モータ
１２  ハンド制御モータ
１６  カメラ制御部
１７  認識部
１８  把持制御部
Ｐ  着座面
Ｑ  把持対象物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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