※자료제공 : 특허청

 

 

 

<도1>본 발명을 실시하는 로봇(robot)의 구성을 나타내는 전체 구성도

대표도
주요부분 부호설명 : 1　핸드(hand)부 힘 센서(sensor), 2　핸드부, 3　암(arm)부, 4　몸통부 힘 센서, 5　몸통부, 6　카메라(camera), 7　로봇(robot) 제어부, 8　화상 처리부, 9　기억부, 10　암(arm)부 힘 센서, 11　이동 기구, 12　파지 물체, 21　파지 물체 정보 산출부, 22　파지 방법 결정부, 23　파지 실행부, 24　센서(sensor) 정보 처리부, 25　파지 방법 수정부, 26　제시부, 27　파지 물체 이동 처리부, 28　이동량 분배부, 101　로봇 핸드(robot hand), 102　센서 신호 처리부, 103　제어 계산기, 104　구동부, 105　힘 센서, 106　위치 센서, 107　접촉 센서, 108　어긋남 센서, 109　목표 변형률 설정, 110　반력 목표값 설정, 111　변형률 판단, 112　반력 판단

 

 

 

 

 

- 출원번호 : 10-2008-7010469
- 출원일자 : 2008년 04월 30일
- 공개일자 : 2008년 07월 11일
- 발 명 자 : 나카모토 젠타, 마츠쿠마 켄지,
             한다 히로유키
- 대 리 인 : 채종길
- 전체 청구항 수 : 총 11항

 

 

 

 

■요약

최적인 파지 방법 및 파지력에 의해, 안전하고 안정한 물체 파지를 할 수가 있는 로봇시스템을 제공한다.

 

로봇제어부(7)는 화상 처리부(8)로부터의 화상 정보에 기초하여 파지 물체의 크기 및 형상을 산출하는 파지 물체 정보 산출부(21)와, 산출한 파지 물체 정보에 기초하여 파지 물체를 파지하는 방법을 결정하는 파지 방법 결정부(22)와, 결정된 파지 방법으로 파지 물체의 들어올림을 실행하는 파지 실행부(23)와, 실행시의 각 센서 정보를 하나 이상의 조합으로 처리하고 파지력을 제어하는 센서 정보 처리부(24)와, 센서 정보 처리 결과에 기초하여 파지 물체를 파지하는 방법을 수정하는 파지 방법 수정부(25)를 구비하였다.

 

 

 

■기술분야

본 발명은 로봇 핸드(robot hand)가 장착된 로봇 암(robot arm)을 구비한 로봇 시스템(robot system)에 관한 것으로, 특히 화상 및 센서(sensor) 정보에 기초하여 파지를 하는 로봇 시스템에 관한 것이다.

 

 

■발명이 해결하고자 하는 과제

특허문헌 1의 종래 기술에 의한 로봇 시스템(robot system)은 화상 정보를 이용하고 있지 않기 때문에, 파지 물체가 소정의 위치에 없으면 로봇 암(robot arm)의 위치 지령이 결정되지 않고, 물체를 파지할 수가 없다고 하는 문제가 있었다.

또, 특허문헌 2의 종래 기술에 의한 로봇 시스템은 화상 정보만을 이용하여 파지 위치 등을 선택하기 때문에, 그 파지 물체의 질량을 알 수 없고, 최적인 파지력의 제어나 양팔로의 최적인 파지 방법의 판단이 행해지지 않아, 파지 물체의 안정성 및 안전성에 문제가 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것이고, 최적인 파지 방법 및 파지력에 의해, 안전하고 안정하게 재빨리 물체 파지를 할 수가 있는 로봇 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

 

 

 

<도2> 본 발명을 나타내는 로봇 시스템에 있어서의 파지 방법의 하나인 한손 전체 파지에 대한 설명도

 

 

 

 

 

■발명의 효과

청구항 1에 기재된 발명에 의하면, 화상 정보에 의해 파지 물체의 크기 및 형상을 식별하고, 결정된 방법에 의해 파지를 실행하고, 각 센서의 정보를 이용하여 파지 방법의 수정을 행하도록 하고 있으므로, 과도한 파지력이 발생하는 것을 막을 수가 있고, 파지 물체를 눌러 부수거나 미끄러져 떨어뜨리거나 하는 위험이 경감되어, 최적인 파지 방법과 파지력으로 파지 물체를 안정하게 파지할 수가 있다.

또, 청구항 2에 기재된 발명에 의하면, 파지 물체를 파지했을 때에, 파지 물체에 관한 고유의 속성 정보를 파지 물체 데이터로서 기억하고 보유함으로써, 다음 번 파지 시에 파지 방법을 결정하는 처리를 생략할 수가 있으므로, 파지 방법의 제안 처리를 빠르게 할 수가 있다.

또, 청구항 3에 기재된 발명에 의하면, 파지 물체를 파지했을 때에, 파지 물체의 크기, 형상, 질량, 농담이라고 하는 파지 물체에 관한 하나 이상의 데이터 및 파지 방법에 관한 데이터를 파지 물체 데이터로서 기억하고 보유함으로써, 다음 번 파지 시에 파지 방법을 결정하는 처리를 생략할 수가 있으므로, 파지 방법의 제안 처리를 빠르게 할 수가 있다.

또, 청구항 4에 기재된 발명에 의하면, 몸통부에 걸리는 부하를 계측하는 힘 센서와 암(arm)부에 걸리는 부하를 계측하는 암부 힘 센서를 구비하였으므로, 껴안기로 파지하는 경우에는 몸통부에 걸리는 힘과 암부에 걸리는 부하를 계측하여 꼭 껴안기 힘을 제어할 수 있고, 최적인 파지력에 의해 안전, 안정하게 파지할 수가 있다.

 

또, 청구항 5에 기재된 발명에 의하면, 무리한 자세·위치에서의 파지를 피할 수가 있기 때문에, 파지 물체를 보다 안정하고 안전하게 파지할 수가 있다.

또, 청구항 6에 기재된 발명에 의하면, 이동 기구를 구비하였으므로 핸드(hand)부를 파지 위치까지 이동시킬 때에 파지 물체와 핸드부가 간섭하는 것을 막을 수가 있다.

또, 청구항 7에 기재된 발명에 의하면, 명확하게 파지를 할 수 없는 물체에 대해서는 파지를 시도하지 않고 파지 불가능을 제시하기 때문에, 위험 회피로 이어진다.

또, 청구항 8에 기재된 발명에 의하면, 파지 물체에 구비된 ID 태그(tag)로부터 파지 물체를 인식하므로 재빨리 파지 물체를 인식할 수 있다.

또, 청구항 9에 기재된 발명에 의하면, 최적인 파지 방법에 의해 안전, 안정하게 파지할 수가 있고, 청구항 10에 기재된 발명에 의하면, 최적인 파지 물체의 이동 방법에 의해 안전, 안정하게 파지한 물체를 이동시킬 수가 있다.

마지막으로 청구항 11에 기재된 발명에 의하면, 최적인 파지 물체의 이동 방법에 의해 로봇에 무리한 자세를 피하면서 안전, 안정하게 파지한 물체를 이동시킬 수가 있다.