机器人用手、对象物检测方法及控制装置与流程

1.本发明涉及机器人用手、对象物检测方法及控制装置。


背景技术：

2.例如，在专利文献1中记载了一种能够通过一对爪来把持作为工件的曲轴的手。此外，在该手中，在一方的爪的前端部以及中间部埋入固定有作为工件传感器的光传感器，在与另一方的爪的光传感器相对的位置埋入固定有红外线光源。因此，如果在一对爪之间没有曲轴，则来自光源的光会抵达光传感器，如果在一对爪之间有曲轴，则来自光源的光不会抵达光传感器。因此，能够基于来自光传感器的信号来检测曲轴相对于手的位置。
3.专利文献1：日本特开昭64-78780号公报。
4.然而，在专利文献1的手中，由于在爪的前端部配置有光传感器以及红外线光源，因此存在爪的前端部会大型化这一问题。


技术实现要素：

5.本发明的机器人用手，其特征在于，在将相互正交的两轴设为x轴及z轴时，具有：第一手部，在沿着所述z轴的方向上延伸，在前端部具有第一把持部；以及第二手部，在沿着所述z轴的方向上延伸，在前端部具有第二把持部，通过使所述第一手部及所述第二手部在沿着所述x轴的方向上相对地移动而由所述第一把持部和所述第二把持部来夹持对象物，在所述第一手部配置有发光部和第一反射部，该发光部位于所述第一把持部的基端侧并朝向所述第一手部的前端侧射出光，该第一反射部朝向所述第二手部反射来自所述发光部的光，在所述第二手部配置有第二反射部和受光部，该第二反射部朝向所述第二手部的基端侧反射由所述第一反射部反射的光，该受光部位于所述第二把持部的基端侧并接收由所述第二反射部反射的光。
6.本发明的对象物检测方法，是使用机器人用手的对象物检测方法，其特征在于，该机器人用手在将相互正交的两轴设为x轴及z轴时，具有：第一手部，在沿着所述z轴的方向上延伸，在前端部具有第一把持部；以及第二手部，在沿着所述z轴的方向上延伸，在前端部具有第二把持部，通过使所述第一手部及所述第二手部在沿着所述x轴的方向上相对地移动而由所述第一把持部和所述第二把持部来夹持对象物，该对象物检测方法在所述第一手部配置发光部和第一反射部，该发光部位于所述第一把持部的基端侧并朝向所述第一手部的前端侧射出光，该第一反射部朝向所述第二手部反射来自所述发光部的光，在所述第二手部配置第二反射部和受光部，该第二反射部朝向所述第二手部的基端侧反射由所述第一反射部反射的光，该受光部位于所述第二把持部的基端侧并接收由所述第二反射部反射的光，基于所述受光部中的检测结果来检测所述对象物。
7.本发明的控制装置，是对机器人用手进行控制而使所述机器人用手把持对象物的控制装置，其特征在于，所述机器人用手在将相互正交的两轴设为x轴及z轴时，具有：第一手部，在沿着所述z轴的方向上延伸，在前端部具有第一把持部；以及第二手部，在沿着所述
z轴的方向上延伸，在前端部具有第二把持部，通过使所述第一手部及所述第二手部在沿着所述x轴的方向上相对地移动而由所述第一把持部和所述第二把持部来夹持对象物，在所述第一手部配置有发光部和第一反射部，该发光部位于所述第一把持部的基端侧并朝向所述第一手部的前端侧射出光，该第一反射部朝向所述第二手部反射来自所述发光部的光，在所述第二手部配置有第二反射部和受光部，该第二反射部朝向所述第二手部的基端侧反射由所述第一反射部反射的光，该受光部位于所述第二把持部的基端侧并接收由所述第二反射部反射的光。
附图说明
8.图1是示出本发明的第一实施方式的机器人系统的整体构成的立体图。
9.图2是机器人用手的立体图。
10.图3是机器人用手的剖视图。
11.图4是机器人用手的剖视图。
12.图5是机器人用手的剖视图。
13.图6是示出对象物的把持工序的流程图。
14.图7是用于说明对象物的把持方法的剖视图。
15.图8是用于说明对象物的把持方法的剖视图。
16.图9是用于说明对象物的把持方法的剖视图。
17.图10是用于说明对象物的把持方法的剖视图。
18.图11是本发明的第二实施方式的机器人用手的剖视图。
19.图12是本发明的第三实施方式的机器人用手的立体图。
20.图13是机器人用手的剖视图。
21.图14是机器人用手的剖视图。
22.图15是本发明的第四实施方式的机器人用手的剖视图。
23.图16是本发明的第五实施方式的机器人用手的立体图。
24.图17是机器人用手的剖视图。
25.图18是机器人用手的剖视图。
26.图19是示出对象物的把持工序的流程图。
27.图20是用于说明对象物的把持方法的剖视图。
28.图21是用于说明对象物的把持方法的剖视图。
29.图22是用于说明对象物的把持方法的剖视图。
30.图23是用于说明对象物的把持方法的剖视图。
31.图24是用于说明对象物的把持方法的剖视图。
32.图25是本发明的第六实施方式的机器人用手的剖视图。
33.图26是本发明的第七实施方式的机器人用手的剖视图。
34.图27是示出机器人用手把持住对象物的状态的剖视图。
35.符号说明
36.1、机器人系统；2、机器人；21、基座；22、臂；221、第一臂；222、第二臂；223、第三臂；224、第四臂；225、第五臂；226、第六臂；227、手连接部；231、第一臂转动机构；232、第二臂转
动机构；233、第三臂转动机构；234、第四臂转动机构；235、第五臂转动机构；236、第六臂转动机构；3、控制装置；4、机器人用手；40、基部；41、第一手部；411、第一把持部；411a、第一把持片；412、第一把持面；412a、上表面；412b、下表面；414、收纳孔；414a、开口；415、窗部；42、第二手部；421、第二把持部；421a、第二把持片；422、第二把持面；422a、上表面；422b、下表面；423、凹陷部；424、收纳孔；424a、开口；425、窗部；429、插入孔；43、开闭机构；44、光传感器；45、发光单元；450、发光部；451、发光元件；452、第一光纤；453、第一反射部；454、激光光源；46、受光单元；460、受光部；461、受光元件；462、第二光纤；463、第二反射部；464、受光元件；47、限制部；471、限制片；472、第一限制片；473、第二限制片；48、第一保持部；481、凹部；481a、上表面；481b、下表面；482、收纳孔；482a、开口；49、第二保持部；491、凹部；491a、上表面；491b、下表面；492、收纳孔；492a、开口；5、相机；8、气缸；f、虚拟面；h、手部；j、中心轴；l、光；ll、激光；ox1、中心；ox2、中心；p、图像；q、对象物；q1、线缆；r、外径；r0、外径；r11、第一把持区域；r12、第一凹陷区域；r21、第二把持区域；r22、第二凹陷区域；s1、步骤；s11、步骤；s12、步骤；s2、步骤；s3、步骤；s31、步骤；s32、步骤；s33、步骤；s34、步骤；s35、步骤；s36、步骤；s4、步骤；t、区域。
具体实施方式
37.以下，基于附图所示的优选的实施方式，对本发明的机器人用手、对象物检测方法及控制装置详细进行说明。
38.第一实施方式
39.图1是示出本发明的第一实施方式的机器人系统的整体结构的立体图。图2是机器人用手的立体图。图3、图4以及图5分别是机器人用手的剖视图。图6是示出对象物的把持工序的流程图。图7至图10分别是用于说明对象物的把持方法的剖视图。
40.图1所示的机器人系统1进行精密设备、构成精密仪器的部件的供料、除料、输送以及组装等的作业。这样的机器人系统1具有机器人2、安装于机器人2的机器人用手4、相机5和控制机器人系统1的各部分的驱动的控制装置3。
41.机器人2
42.机器人2是具有六个驱动轴的六轴机器人。机器人2具有固定于地面、天花板的基座21、和转动自如地连结于基座21的臂22。此外，臂22具有：第一臂221，转动自如地连结于基座21；第二臂222，转动自如地连结于第一臂221；第三臂223，转动自如地连结于第二臂222；第四臂224，转动自如地连结于第三臂223；第五臂225，转动自如地连结于第四臂224；第六臂226，转动自如地连结于第五臂225；以及手连接部227，设置于第六臂226的前端侧。在手连接部227安装与使机器人2执行的作业相对应的机器人用手4。
43.此外，机器人2具有：第一臂转动机构231，配置于基座21与第一臂221的关节部，使第一臂221相对于基座21转动；第二臂转动机构232，配置于第一臂221与第二臂222的关节部，使第二臂222相对于第一臂221转动；第三臂转动机构233，配置于第二臂222与第三臂223的关节部，使第三臂223相对于第二臂222转动；第四臂转动机构234，配置于第三臂223与第四臂224的关节部，使第四臂224相对于第三臂223转动；第五臂转动机构235，配置于第四臂224与第五臂225的关节部，使第五臂225相对于第四臂224转动；以及第六臂转动机构236，配置于第五臂225与第六臂226的关节部，使第六臂226相对于第五臂225转动。这些第
一～第六臂转动机构231～236例如包括作为驱动源的马达、减速器、控制马达的驱动的控制器、检测臂的移位量(转动角)的编码器等。
44.机器人用手4
45.如图2以及图3所示，机器人用手4具有：基部40，拆装自如地安装于臂22的手连接部227；第一手部41以及第二手部42，连结于基部40；开闭机构43，使第一、第二手部41、42接近、远离；以及光传感器44。在这样的机器人用手4中，通过开闭机构43的驱动使第一手部41与第二手部42接近，并通过它们来夹持对象物q，从而能够抓持(把持)对象物q，相反地，通过使第一手部41与第二手部42远离，从而能够使由它们把持住的对象物q释放(脱离)。
46.以下，对机器人用手4详细进行说明，但为了便于说明，设定作为相互正交的三轴的x轴、y轴以及z轴，也将沿着x轴的方向称为x轴方向、将沿着y轴的方向称为y轴方向以及沿着z轴的方向称为z轴方向。此外，也将这些各轴的箭头侧称为正侧，也将相反侧称为负侧。此外，也将第一手部41以及第二手部42统一称为手部h。
47.开闭机构43具有设置于基部40的马达，通过该马达的驱动使第一、第二手部41、42开闭。
48.第一手部41以及第二手部42在x轴方向上并列地配置。在图示的方式中，第一手部41位于第二手部42的x轴方向负侧。此外，第一手部41以及第二手部42分别在上端部、也就是说在z轴方向正侧的端部，连结于基部40。这些第一手部41以及第二手部42分别能够相对于基部40在x轴方向上移动。第一手部41以及第二手部42通过开闭机构43具有的未图示的马达的驱动而进行开闭。具体而言，马达通过进行正向旋转而相互接近并关闭，通过进行逆向旋转而相互远离并打开。
49.第一手部41以及第二手部42分别是在z轴方向上延伸的纵长形状，z轴方向负侧的端是前端(自由端)。这样，通过将第一手部41以及第二手部42设为在z轴方向上延伸的纵长形状，从而使手部h的前端和基部40在z轴方向上充分远离。因此，成为在作业中基部40不易成为妨碍而适合于狭窄场所作业的机器人用手4。特别是，在本实施方式中，手部h的前端部的x轴方向的宽度为朝向前端侧渐减的锥形形状。因此，手部h的前端部变得更小，而成为更适合于狭窄场所作业的机器人用手4。
50.如图3以及图4所示，在第一手部41的前端部设置有第一把持部411。此外，第一把持部411的内面、也就是说与第二手部42相对的面为第一把持面412。第一把持面412在从y轴方向的俯视观察下为朝向x轴方向的v字形状，前端朝向x轴方向负侧。此外，第一把持面412具有上表面412a和相对于上面412a位于z轴方向负侧的下表面412b。在将与v字的前端相交的x-y平面设为虚拟面f时，上表面412a以及下表面412b分别相对于虚拟面f绕y轴倾斜
±
45
°
。
51.同样地，在第二手部42的前端部设置有第二把持部421。此外，第二把持部421的内面、也就是说与第一手部41相对的面为第二把持面422。第二把持面422在从y轴方向的俯视观察下为朝向x轴方向的v字形状，前端朝向x轴方向正侧。此外，第二把持面422具有上表面422a和相对于上表面422a位于z轴方向负侧的下表面422b。此外，上表面422a以及下表面422b分别相对于虚拟面f绕y轴倾斜
±
45
°
。
52.第一把持面412以及第二把持面422在x轴方向上相对配置，相对于y-z平面对称地形成。在机器人用手4中，如图4所示，通过第一把持面412和第二把持面422来夹持对象物q，
从而把持对象物q。特别是，在本实施方式中，由于第一把持面412和第二把持面422分别为v字形状，因此能够在它们的中心不晃动地紧紧把持对象物q。因此，作业效率提高。
53.如图3以及图4所示，光传感器44具有射出光l的发光单元45和接收光l的受光单元46。发光单元45设置于第一手部41，受光单元46设置于第二手部42。
54.如图3以及图4所示，发光单元45具有：发光元件451，配置于比第一手部41的第一把持部411更靠z轴方向正侧、也就是说基端侧；作为光波导的第一光纤452，将发光元件451射出的光l引导至第一把持部411，并朝向z轴方向负侧射出；以及第一反射部453，将从第一光纤452射出的朝向z轴方向负侧的光l朝向x轴方向正侧、也就是说第二手部42侧反射。另外，在发光单元45中，由发光元件451以及第一光纤452构成发光部450。
55.在这样的发光单元45中，由于能够通过第一光纤452引导来自发光元件451的光l，因此能够使发光元件451向第一手部41的基端侧退避。因此，能够实现第一手部41的前端部的小型化。
56.发光元件451朝向z轴方向负侧射出光l。作为发光元件451，例如能够使用led。第一光纤452位于发光元件451与第一把持部411之间，将发光元件451射出的光l引导至第一把持部411。此外，第一光纤452在z轴方向上延伸，将所传播的光l朝向z轴方向负侧射出。
57.第一手部41具有在z轴方向上延伸的收纳孔414，在该收纳孔414收纳发光元件451以及第一光纤452。由此，能够保护发光元件451以及第一光纤452。此外，收纳孔414的下端向第一把持面412的上表面412a开口。以下，将该开口设为“开口414a”。在第一光纤452中所传播的光l，经由开口414a朝向下表面412b射出。
58.通过使发光元件451和第一光纤452在z轴方向上并列，且使第一光纤452在z轴方向上延伸，从而抑制第一手部41向x轴方向以及y轴方向的变宽，而能够缩小占用空间(从z轴方向的俯视观察形状)。因此，能够实现手部h的前端部的小型化。
59.第一反射部453位于从第一光纤452射出的光l的光路上。而且，第一反射部453将从第一光纤452射出的光l朝向x轴方向正侧反射。另外，在本实施方式中，下表面412b的至少位于光l的光路上的部分由镜面构成，该部分为第一反射部453。也就是说，下表面412b兼备第一反射部453。由此，与另行设置第一反射部453的情况相比，能够实现第一把持部411的小型化。
60.这样，通过在下表面412b配置第一反射部453，从而障碍物不易存在于与第二反射部463之间的光路上，而易于使由第一反射部453反射的光l到达第二反射部463。
61.在此，优选第一反射部453位于v字的前端附近。具体而言，如图5所示，优选位于比第一把持面412的x轴方向的中心ox1更靠v字的前端侧、也就是x轴方向负侧。由此，在通过第一、第二手部41、42夹持住对象物q时，对象物q不易与第一反射部453接触。因此，能够抑制因脏污、划痕引起的第一反射部453的反射特性的劣化。
62.只是，作为第一反射部453的结构，并不特别限制。例如，也可以在下表面412b上配置由金属等构成的反射膜等，与下表面412b分体构成。此外，第一反射部453可以位于中心ox1附近，也可以位于v字的开口附近。
63.如图3以及图4所示，受光单元46具有：第二反射部463，将由第一反射部453反射的光l朝向z轴方向正侧反射；受光元件461，配置于比第二手部42的第二把持部421更靠z轴方向正侧、也就是说基端侧；以及作为光波导的第二光纤462，将由第二反射部463反射的光向
受光元件461引导。另外，在受光单元46中，由受光元件461以及第二光纤462构成受光部460。
64.在这样的受光单元46中，由于能够通过第二光纤462将由第二反射部463反射的光l引导至受光元件461，因此能够使受光元件461向第二手部42的基端侧退避。因此，能够实现第二手部42的前端部的小型化。
65.使受光面朝向z轴方向负侧来配置受光元件461，受光面与第二光纤462的上端正对。作为受光元件461，例如能够使用光电二极管。第二光纤462位于受光元件461与第二把持部421之间，将由第二反射部463反射的光l引导至受光元件461的受光面。第二光纤462在z轴方向上延伸，将所传播的光l朝向z轴方向正侧射出。
66.第二手部42具有在z轴方向上延伸的收纳孔424，在该收纳孔424收纳受光元件461以及第二光纤462。由此，能够保护受光元件461以及第二光纤462。此外，收纳孔424的下端向第二把持面422的上表面422a开口。以下，将该开口设为“开口424a”。
67.通过使受光元件461和第二光纤462在z轴方向上并列，且使第二光纤462在z轴方向上延伸，从而抑制第二手部42向x轴方向以及y轴方向的变宽，而能够缩小占用空间(从z轴方向的俯视观察形状)。因此，能够实现手部h的前端部的小型化。
68.第二反射部463位于通过第一反射部453朝向x轴方向正侧反射的光l的光路上。而且，第二反射部463将由第一反射部453反射的光l朝向z轴方向正侧反射。而且，由第二反射部463反射的光l经由开口424a入射到第二光纤462，并被引导至受光元件461。另外，在本实施方式中，下表面422b的至少位于光l的光路上的部分由镜面构成，该部分为第二反射部463。也就是说，下表面422b兼备第二反射部463。由此，与另行设置第二反射部463的情况相比，能够实现第二把持部421的小型化。
69.这样，通过将第二反射部463配置在下表面422b，从而障碍物不易存在于与第一反射部453之间的光路上，而易于使由第一反射部453反射的光l反射。
70.在此，优选第二反射部463位于v字的前端附近。具体而言，如图5所示，优选位于比第二把持面422的x轴方向的中心ox2更靠v字的前端侧、也就是x轴方向正侧。由此，在通过第一、第二手部41、42夹持住对象物q时，对象物q不易与第二反射部463接触。因此，能够抑制因脏污、划痕引起的第二反射部463的反射特性的劣化。
71.只是，作为第二反射部463的结构，并不特别限制。例如，也可以在下表面422b上配置由金属等构成的反射膜等，与下表面422b分体构成。此外，第二反射部463可以位于中心ox2附近，也可以位于v字的开口附近。
72.在这样的结构的光传感器44中，如图3所示，来自发光元件451的光l通过第一把持部411与第二把持部421之间的区域t，并被受光元件461接收。因此，如图3所示，如果对象物q不位于区域t，则光l不被对象物q遮挡，而由受光元件461接收。相反地，如图4所示，如果对象物q位于区域t，则光l被对象物q遮挡，而不被受光元件461接收。因此，能够基于受光元件461中的光l的检测结果来检测区域t内的对象物q。这样，通过设为光l通过区域t的结构，从而能够简单且精确地检测区域t内的对象物q。
73.此外，如图2所示，第二手部42具有限制部47，该限制部47用于以使区域t内的对象物q不会退让到区域t外的方式存留在区域t内。限制部47具有位于区域t的z轴方向正侧并在y轴方向上远离地配置的一对限制片471、471。
74.一对限制片471、471分别从第二手部42朝向x轴方向负侧延伸。此外，一对限制片471、471在从x轴方向的俯视观察下以在之间隔着第一手部41的方式位于其两侧。具体而言，一方的限制片471位于第一手部41的y轴方向正侧，另一方的限制片471位于y轴方向负侧。由此，抑制第一手部41与限制部47的干涉。
75.此外，如图3所示，各限制片471在从y轴方向的俯视观察下，即使在机器人用手4为打开状态时，也与第一手部41重叠。由此，在打开状态下，在第一手部41与各限制片471之间不形成间隙，而能够更可靠地抑制区域t内的对象物q向z轴方向正侧的退让。另外，打开状态是指以使对象物q能够从手部h的前端侧插入区域t内的方式使第一、第二手部41、42远离的状态。
76.相机5
77.相机5设置于机器人2的上方，如图1所示，从其上方拍摄对象物q。控制装置3基于由相机5获取到的包括对象物q的图像来检测对象物q的位置。本实施方式的相机5是2d相机，控制装置3基于图像来检测对象物q的x-y平面坐标、即坐标(x，y)。另外，使用机器人用手4具有的光传感器44来检测对象物q的z轴方向的坐标(z)。
78.另外，在本实施方式中，使相机5与机器人2远离地配置，并固定其位置，但并不限制于此。例如，相机5也可以固定于机器人2的臂22、机器人用手4。在该情况下，只要以使对象物q位于相机5的视角内的方式使臂22动作，并在该状态下进行相机5的拍摄即可。
79.控制装置3
80.控制装置3例如基于来自未图示的主机的指令而分别独立地控制第一～第六臂转动机构231～236、开闭机构43以及相机5的驱动。控制装置3例如由计算机构成，具有处理信息的处理器(cpu)、能够通信地连接于处理器的存储器、和外部接口。此外，在存储器保存由处理器能够执行的各种程序，处理器能够读入并执行存储于存储器的各种程序等。
81.以上，对机器人系统1的结构进行了说明。接下来，基于对象物q的把持方法，对使用机器人系统1的对象物q的检测方法进行说明。把持对象物q的动作，具有：步骤s1，通过相机5拍摄对象物q，检测对象物q的x-y平面坐标(x，y)；步骤s2，将机器人用手4向对象物q的正上方移动；步骤s3，使机器人用手4下降而使对象物q位于区域t内；以及步骤s4，通过第一、第二手部41、42来夹持对象物q。以下，基于图6所示的流程图以及图7至图10，对这些各步骤s1～s4详细进行说明。此外，在以下，说明对象物q为柔软、长条的线缆q1的情况。
82.步骤s1
83.首先，作为步骤s11，控制装置3通过相机5拍摄包括线缆q1的区域，并获取映现有线缆q1的图像p。接下来，作为步骤s12，控制装置3基于图像p来检测线缆q1的位置以及姿态。通过控制装置3使图像p内的位置与x-y平面坐标(x，y)建立关联。因此，能够基于图像p内的线缆q1的位置来确定线缆q1的x-y平面坐标(x，y)。只是，对象物q的x-y平面坐标的检测方法并不特别限制。
84.步骤s2
85.接下来，如图7所示，控制装置3基于线缆q1的x-y平面坐标(x，y)而使机器人用手4位于线缆q1的正上方。也就是说，进行线缆q1与机器人用手4的x-y平面方向的位置对齐。此外，控制装置3将机器人用手4设为z轴沿着铅垂方向、y轴沿着线缆q1的延伸方向的姿态，并进一步设为打开状态。由于线缆q1的外径预先存储于控制装置3，因此控制装置3能够基于
该信息来规定打开状态下的第一、第二手部41、42的远离距离。
86.步骤s3
87.接下来，作为步骤s31，控制装置3使机器人用手4朝向线缆q1下降。与此同时，控制装置3驱动光传感器44，监视受光元件461的输出。接下来，作为步骤s32，如图8所示，控制装置3基于线缆q1进入到区域t内而遮挡光l并在受光元件461不再接收光l时、也就是说检测出区域t内的线缆q1时的、机器人用手4的z轴坐标，来检测线缆q1的z轴坐标(z)。
88.接下来，作为步骤s33，如图9所示，控制装置3基于线缆q1的z轴坐标(z)，使机器人用手4向易于把持线缆q1的高度移动。也就是说，进行线缆q1与机器人用手4的z轴方向的位置对齐。在图示的例子中，控制装置3以使线缆q1的中心轴j位于虚拟面f上的方式来调整机器人用手4的高度。这样的高度调整例如能够基于光l的光路与虚拟面f的远离距离、以及线缆q1的外径来进行。使这些各信息预先存储于控制装置3。
89.步骤s4
90.接下来，如图10所示，控制装置3使第一手部41与第二手部42接近，通过第一把持部411和第二把持部421来夹持线缆q1。由此，成为机器人用手4把持住线缆q1的状态。另外，由于线缆q1柔软，因此有可能因在被夹持之前的期间的与第一、第二手部41、42的接触等而姿态、朝向发生变化并向区域t外退让，但通过配置于区域t的上侧的限制部47来限制该退让，从而能够在准确的位置把持线缆q1。
91.以上，对机器人系统1进行了说明。如上述那样，这样的机器人系统1所包括的机器人用手4在将相互正交的两轴设为x轴以及z轴时，具有在z轴方向上延伸并在前端部具有第一把持部411的第一手部41、和在z轴方向上延伸并在前端部具有第二把持部421的第二手部42，通过使第一手部41以及第二手部42在x轴方向上相对地移动，从而由第一把持部411和第二把持部421来夹持对象物q。此外，在第一手部41配置有位于第一把持部411的基端侧并朝向第一手部41的前端侧射出光l的发光部450、和朝向第二手部42反射来自发光部450的光l的第一反射部453，在第二手部42配置有将由第一反射部453反射的光l朝向第二手部42的基端侧反射的第二反射部463、和位于第二把持部421的基端侧并接收由第二反射部463反射的光l的受光部460。根据这样的结构，由于能够使发光部450、受光部460向第一、第二手部41、42的基端侧退避，因此能够实现第一、第二手部41、42的前端部的小型化。因此，成为适合于狭窄场所作业的机器人用手4。
92.此外，如上述那样，发光部450具有位于比第一把持部411更靠基端侧的发光元件451、和作为将来自发光元件451的光l向第一手部41的前端部引导并朝向第一反射部453射出的第一光波导的第一光纤452。此外，受光部460具有位于比第二把持部421更靠基端侧的受光元件461、和作为将由第二反射部463反射的光l向第二手部42的基端侧引导并朝向受光元件461射出的第二光波导的第二光纤462。根据这样的结构，易于使体积比较大的发光元件451以及受光元件461向第一、第二手部41、42的基端侧退避。因此，易于实现第一、第二手部41、42的前端部的小型化。
93.此外，如上述那样，由第一反射部453反射的光l通过第一把持部411与第二把持部421之间的区域t。由此，能够检测区域t内的对象物q。
94.此外，如上述那样，机器人用手4具有限制对象物q向比第一把持部411与第二把持部421之间的区域t更靠基端侧的移动的限制部47。由此，能够更可靠地把持对象物q。
95.此外，如上述那样，第一把持部411具有位于第二把持部421侧并使对象物q接触的第一把持面412，第一反射部453配置于第一把持面412。由此，障碍物不易存在于与第二反射部463之间的光路上，而易于使光l到达第二反射部463。特别是，在本实施方式中，由于第一把持面412兼备第一反射部453，因此能够实现第一手部41的前端部的小型化。
96.此外，如上述那样，第二把持部421具有位于第一把持部411侧并使对象物q接触的第二把持面422，第二反射部463配置于第二把持面422。由此，障碍物不易存在于与第一反射部453之间的光路上，而易于反射由第一反射部453反射的光l。特别是，在本实施方式中，由于第二把持面422兼备第二反射部463，因此能够实现第二手部42的前端部的小型化。
97.此外，如上述那样，通过机器人系统1实施的对象物检测方法是使用机器人用手4的对象物检测方法，该机器人用手4在将相互正交的两轴设为x轴以及z轴时，具有在z轴方向上延伸并在前端部具有第一把持部411的第一手部41、和在z轴方向上延伸并在前端部具有第二把持部421的第二手部42，通过使第一手部41以及第二手部42在x轴方向上相对地移动，从而由第一把持部411和第二把持部421来夹持对象物q，在第一手部41配置有位于第一把持部411的基端侧并朝向第一手部41的前端侧射出光l的发光部450、和朝向第二手部42反射来自发光部450的光l的第一反射部453，在第二手部42配置有将由第一反射部453反射的光l朝向第二手部42的基端侧反射的第二反射部463、和位于第二把持部421的基端侧并接收由第二反射部463反射的光l的受光部460，基于受光部460中的检测结果来检测对象物q。根据这样的方法，能够实现第一、第二手部41、42的前端部的小型化，并且检测对象物q。因此，能够使机器人用手4适合于狭窄场所作业。
98.此外，如上述那样，机器人系统1所包括控制装置3是对机器人用手4进行控制而使机器人用手4把持对象物q的控制装置3。此外，机器人用手4在将相互正交的两轴设为x轴以及z轴时，具有在z轴方向上延伸并在前端部具有第一把持部411的第一手部41、和在z轴方向上延伸并在前端部具有第二把持部421的第二手部42，通过使第一手部41以及第二手部42在x轴方向上相对地移动，从而由第一把持部411和第二把持部421来夹持对象物q。此外，在第一手部41配置有位于第一把持部411的基端侧并朝向第一手部41的前端侧射出光l的发光部450、和朝向第二手部42反射来自发光部450的光l的第一反射部453，在第二手部42配置有将由第一反射部453反射的光l朝向第二手部42的基端侧反射的第二反射部463、和位于第二把持部421的基端侧并接收由第二反射部463反射的光l的受光部460。根据这样的结构，能够实现第一、第二手部41、42的前端部的小型化，并且通过控制装置3来检测对象物q。因此，适合于狭窄场所作业。
99.第二实施方式
100.图11是本发明的第二实施方式的机器人用手的剖视图。
101.本实施方式的机器人用手4除了第一把持面412以及第二把持面422的结构不同以外，与上述的第一实施方式的机器人用手4是同样的。因此，在以下的说明中，关于第二实施方式的机器人用手4，以与上述的第一实施方式的不同点为中心进行说明，关于同样的事项，省略其说明。此外，在图11中，对与上述的实施方式同样的结构标注同一符号。
102.如图11所示，在本实施方式的机器人用手4中，第一把持面412的下表面412b具有使对象物q接触的第一把持区域r11、和从第一把持区域r11向x轴方向负侧凹陷的第一凹陷区域r12。而且，在第一凹陷区域r12配置有第一反射部453。在本实施方式中，第一凹陷区域
r12由镜面构成，兼备第一反射部453。
103.此外，第二把持面422的下表面422b具有使对象物q接触的第二把持区域r21、和从第二把持区域r21向x轴方向正侧凹陷的第二凹陷区域r22。而且，在第二凹陷区域r22配置有第二反射部463。在本实施方式中，第二凹陷区域r22由镜面构成，兼备第二反射部463。
104.根据这样的结构，能够有效地抑制由第一把持部411和第二把持部421夹持住对象物q时的、第一反射部453以及第二反射部463与对象物q的接触。因此，能够抑制因脏污、划痕引起的第一、第二反射部453、463的反射特性的劣化。
105.如以上那样，在本实施方式的机器人用手4中，第一把持面412具有使对象物q接触的第一把持区域r11、和从第一把持区域r11凹陷的第一凹陷区域r12，在第一凹陷区域r12配置有第一反射部453。根据这样的结构，能够有效地抑制夹持住对象物q时的、第一反射部453与对象物q的接触。因此，能够抑制因脏污、划痕引起的第一反射部453的反射特性的劣化。
106.此外，如上述那样，第二把持面422具有使对象物q接触的第二把持区域r21、和从第二把持区域r21凹陷的第二凹陷区域r22，在第二凹陷区域r22配置有第二反射部463。根据这样的结构，能够有效地抑制夹持住对象物q时的、第二反射部463与对象物q的接触。因此，能够抑制因脏污、划痕引起的第二反射部463的反射特性的劣化。
107.根据这样的第二实施方式，也能够发挥与上述的第一实施方式同样的效果。
108.第三实施方式
109.图12是本发明的第三实施方式的机器人用手的立体图。图13以及图14分别是机器人用手的剖视图。
110.本实施方式的机器人用手4除了第二手部42以及光传感器44的结构不同以外，与上述的第一实施方式的机器人用手4是同样的。因此，在以下的说明中，关于第三实施方式的机器人用手4，以与上述的第一实施方式的不同点为中心进行说明，关于同样的事项，省略其说明。此外，在图12至图14中，对与上述的实施方式同样的结构标注同一符号。
111.如图12所示，在本实施方式的机器人用手4中，第二把持部421被分割为在y轴方向上并列的一对第二把持片421a、421a。一对第二把持片421a、421a在从x轴方向的俯视观察下，以不与第一把持部411重叠的方式，并以在之间隔着第一把持部411的方式而位于其两侧。具体而言，一方的第二把持片421a位于第一把持部411的y轴方向正侧，另一方的第二把持片421a位于y轴方向负侧。
112.此外，如图13所示，在第二手部42的一对第二把持片421a、421a之间形成有第一手部41能够进入的凹陷部423，在使第一、第二手部41、42最接近的状态下，第一手部41的一部分进入到凹陷部423。此外，在该状态下，在从y轴方向的俯视观察下，第一把持部411以及第二把持部421重叠。由此，能够缩小使第一、第二手部41、42最接近的状态下的区域t的宽度。因此，与上述的第一实施方式相比，能够最佳地把持外径较小的对象物q。
113.此外，第二手部42的一对第二把持片421a、421a之间为窗部425，由第一反射部453反射的光l经由窗部425而通过第二手部42。
114.如图14所示，在窗部425的x轴方向正侧设置有保持受光部460的第二保持部49。另外，第二保持部49与第二手部42为分体。第二保持部49具有向第二手部42侧的侧面开口的凹部491。此外，第二保持部49具有位于凹部491的上侧并在z轴方向上延伸的收纳孔492。而
且，在该收纳孔492收纳受光部460。具体而言，受光元件461和第二光纤462在z轴方向上并列的状态下被收纳。此外，收纳孔492向凹部491的上表面491a开口。以下，也将该开口称为“开口492a”。
115.凹部491具有位于由第一反射部453反射的光l的光路上的下表面491b，在该下表面491b配置有第二反射部463。在本实施方式中，由镜面构成的下表面491b兼备第二反射部463。第二反射部463将由第一反射部453反射的光l进一步朝向z轴方向正侧反射。朝向z轴方向正侧反射的光l经由开口492a向第二光纤462入射，并通过第二光纤462向受光元件461引导。
116.根据该结构，由于能够使第二反射部463向比第二把持面422更靠x轴方向正侧退避，因此能够抑制第二反射部463与第一手部41的接触。此外，能够有效地抑制第二反射部463与对象物q的接触。因此，能够抑制因脏污、划痕引起的第二反射部463的反射特性的劣化。
117.根据以上那样的第三实施方式，也能够发挥与上述的第一实施方式同样的效果。
118.第四实施方式
119.图15是本发明的第四实施方式的机器人用手的剖视图。
120.本实施方式的机器人用手4除了第二把持面422的结构不同以外，与上述的第三实施方式的机器人用手4是同样的。因此，在以下的说明中，关于第四实施方式的机器人用手4，以与上述的第三实施方式的不同点为中心进行说明，关于同样的事项，省略其说明。此外，在图15中，对与上述的实施方式同样的结构标注同一符号。
121.如图15所示，在本实施方式的机器人用手4中，各第二把持片421a的第二把持面422为由y-z平面构成的平坦面。因此，例如，与上述的第三实施方式比较，能够缩小使第一、第二手部41、42最接近的状态下的区域t的宽度。因此，与上述的第三实施方式相比，能够最佳地把持外径较小的对象物q。
122.根据这样的第四实施方式，也能够发挥与上述的第一实施方式同样的效果。
123.第五实施方式
124.图16是本发明的第五实施方式的机器人用手的立体图。图17以及图18分别是机器人用手的剖视图。图19是示出对象物的把持工序的流程图。图20至图24分别是用于说明对象物的把持方法的剖视图。
125.本实施方式的机器人用手4除了第一手部41以及光传感器44的结构不同以外，与上述的第三实施方式的机器人用手4是同样的。因此，在以下的说明中，关于第五实施方式的机器人用手4，以与上述的第三实施方式的不同点为中心进行说明，关于同样的事项，省略其说明。此外，在图16至图24中，对与上述的实施方式同样的结构标注同一符号。
126.如图16所示，在本实施方式的机器人用手4中，与第二把持部421同样地，第一把持部411也被分割为在y轴方向上并列的一对第一把持片411a、411a。此外，各第一把持片411a的第一把持面412为由y-z平面构成的平坦面。此外，第一手部41的一对第一把持片411a、411a之间为窗部415。
127.如图17所示，在窗部415的x轴方向负侧设置有保持发光部450的第一保持部48。另外，第一保持部48与第一手部41为分体。第一保持部48具有向第一手部41侧的侧面开口的凹部481。此外，第一保持部48具有位于凹部481的上侧并在z轴方向上延伸的收纳孔482。而
且，在该收纳孔482收纳发光部450。具体而言，发光元件451和第一光纤452在z轴方向上并列的状态下被收纳。此外，收纳孔482向凹部481的上表面481a开口。以下，将该开口称为“开口482a”。因此，来自发光元件451的光l通过第一光纤452向前端侧引导，并经由开口482a向z轴方向负侧射出。
128.凹部481具有位于从第一光纤452射出的光l的光路上的下表面481b，在该下表面481b配置有第一反射部453。在本实施方式中，由镜面构成的下表面481b兼备第一反射部453。第一反射部453将从第一光纤452射出的光l朝向x轴方向正侧反射。由第一反射部453反射的光l经由窗部415、425，通过区域t，而到达第二反射部463。
129.根据这样的结构，由于能够使第一反射部453向比第一把持面412更靠x轴方向负侧退避，因此能够抑制第一反射部453与第二手部42的接触。此外，能够有效地抑制第一反射部453与对象物q的接触。因此，能够抑制因脏污、划痕引起的第一反射部453的反射特性的劣化。
130.此外，第一保持部48相对于第一手部41在z轴方向上能够移位，第二保持部49相对于第二手部42在z轴方向上能够移位。第一、第二保持部48、49分别经由在z轴方向上伸缩的气缸8而连接于基部40，通过气缸8的伸缩而相对于第一、第二手部41、42在z轴方向上一体地移位。也就是说，维持第一、第二反射部453、463在x轴方向上相对的位置关系，并且在z轴方向上移位。只是，使第一、第二保持部48、49相对于第一、第二手部41、42移位的方法并不特别限制。
131.通过使第一、第二保持部48、49相对于第一、第二手部41、42在z轴方向上移位，从而能够选择如图17所示由第一反射部453反射的光l通过区域t内的第一位置、和如图18所示由第一反射部453反射的光l通过区域t外(z轴方向负侧)的第二位置。
132.以上，对本实施方式的机器人用手4进行了说明。接下来，基于对象物q的把持方法，对使用机器人系统1的对象物q的检测方法进行说明。把持对象物q的动作，具有：步骤s1，通过相机5拍摄对象物q，检测对象物q的x-y平面坐标(x，y)；步骤s2，将机器人用手4向对象物q的正上方移动；步骤s3，使机器人用手4下降而使对象物q位于区域t内；以及步骤s4，通过第一、第二手部41、42来夹持对象物q。以下，基于图19所示的流程图以及图20至图24，对这些各步骤s1～s4详细进行说明。此外，在以下，说明对象物q为柔软、长条的线缆q1的情况。
133.步骤s1
134.首先，作为步骤s11，控制装置3通过相机5拍摄包括线缆q1的区域，并获取映现有线缆q1的图像p。接下来，作为步骤s12，控制装置3基于图像p来检测线缆q1的位置以及姿态。通过控制装置3使图像p内的位置与x-y平面坐标(x，y)建立关联。因此，能够基于图像p内的线缆q1的位置来确定线缆q1的x-y平面坐标(x，y)。只是，对象物q的x-y平面坐标的检测方法并不特别限制。
135.步骤s2
136.接下来，控制装置3基于线缆q1的x-y平面坐标(x，y)而使机器人用手4位于线缆q1的正上方。也就是说，进行线缆q1与机器人用手4的x-y平面方向的位置对齐。此外，控制装置3将机器人用手4设为z轴沿着铅垂方向、y轴沿着线缆q1的延伸方向的姿态，并设为打开状态。此外，将光传感器44设为图18所示的第二位置。
137.步骤s3
138.接下来，作为步骤s31，控制装置3使机器人用手4朝向线缆q1下降。与此同时，控制装置3驱动光传感器44，监视受光元件461的检测结果。接下来，作为步骤s32，控制装置3将从如图20所示光l被线缆q1遮挡而受光元件461不再接收光l时、至如图21所示受光元件461重新接收到光l时的、机器人用手4的z轴方向的移动距离作为线缆q1的外径r进行计算。此外，作为步骤s33，控制装置3基于线缆q1的外径r和受光元件461的检测结果来检测线缆q1的z轴坐标(z)。
139.接下来，作为步骤s34，控制装置3判断检测出的线缆q1的外径r与预先存储的外径r0是否一致。在外径r与外径r0不一致的情况下，由于把持错误的对象物q的可能性较大，因此控制装置3中止把持动作。另一方面，在外径r与外径r0一致的情况下，如图22所示，作为步骤s35，控制装置3基于线缆q1的z轴坐标(z)，使机器人用手4向易于把持线缆q1的高度移动。也就是说，进行线缆q1与机器人用手4的z轴方向的位置对齐。在图示的例子中，控制装置3以使线缆q1的中心轴j位于虚拟面f上的方式来调整机器人用手4的高度。
140.接下来，作为步骤s36，如图23所示，控制装置3将光传感器44设为第一位置、特别是光l通过虚拟面f上的位置，检测受光元件461是否接收到光l。在受光元件461接收到光l的情况下，控制装置3判断为位置对齐失败，中止把持动作。另一方面，在受光元件461未接收到光l的情况下，控制装置3判断为位置对齐成功，进入步骤s4。通过这样的步骤s3，在步骤s4之前，能够确认对象物q是否准确地位于区域t内。
141.步骤s4
142.接下来，如图24所示，控制装置3使第一手部41与第二手部42接近，通过第一把持部411和第二把持部421来夹持线缆q1。由此，成为机器人用手4把持住线缆q1的状态。另外，由于线缆q1柔软，因此有可能因在被夹持之前的期间的与第一、第二手部41、42的接触等而姿态、朝向发生变化并向区域t外退让，但通过配置于区域t的上侧的限制部47来限制该退让，从而能够在准确的位置把持线缆q1。
143.如以上那样，在本实施方式的机器人用手4中，第一反射部453相对于第一手部41在z轴方向上移位，第二反射部463相对于第二手部42在z轴方向上移位。由此，易于检测对象物q的大小。
144.此外，如上述那样，第一反射部453相对于第一把持面412位于第二手部42的相反侧，第二反射部463相对于第二把持面422位于第一手部41的相反侧。因此，能够抑制因脏污、划痕引起的第一、第二反射部453、463的反射特性的劣化。
145.根据以上那样的第五实施方式，也能够发挥与上述的第一实施方式同样的效果。
146.第六实施方式
147.图25是本发明的第六实施方式的机器人用手的剖视图。
148.本实施方式的机器人用手4除了光传感器44的结构不同以外，与上述的第一实施方式的机器人用手4是同样的。因此，在以下的说明中，关于第六实施方式的机器人用手4，以与上述的第一实施方式的不同点为中心进行说明，关于同样的事项，省略其说明。此外，在图25中，对与上述的实施方式同样的结构标注同一符号。
149.如图25所示，在本实施方式的机器人用手4中，发光部450由激光光源454构成。激光光源454朝向第一反射部453向z轴方向负侧射出激光ll。另一方面，受光部460由接收激
光ll的受光元件464构成。
150.根据以上那样的第六实施方式，也能够发挥与上述的第一实施方式同样的效果。
151.第七实施方式
152.图26是本发明的第七实施方式的机器人用手的剖视图。图27是示出机器人用手把持住对象物的状态的剖视图。
153.本实施方式的机器人用手4除了光传感器44的结构不同以外，与上述的第一实施方式的机器人用手4是同样的。因此，在以下的说明中，关于第七实施方式的机器人用手4，以与上述的第一实施方式的不同点为中心进行说明，关于同样的事项，省略其说明。此外，在图26以及图27中，对与上述的实施方式同样的结构标注同一符号。
154.如图26所示，在本实施方式的机器人用手4中，限制部47具有从第一手部41向第二手部42侧延伸的一对第一限制片472、472、和从第二手部42向第一手部41侧延伸的一对第二限制片473、473。这样，通过在第一手部41以及第二手部42的双方配置限制片，从而能够使这些各第一、第二限制片472、473的长度例如比上述的第一实施方式的限制片471更短。因此，抑制限制部47向x轴方向的突出，而能够实现手部h的前端部的小型化。
155.另外，如图27所示，在本实施方式中，通过以不因为第一限制片472与第二手部42的接触而阻碍第一手部41与第二手部42的接近的方式，在第二手部42形成被插入第一限制片472的插入孔429。
156.根据以上那样的第七实施方式，也能够发挥与上述的第一实施方式同样的效果。
157.以上，基于附图的实施方式对本发明的机器人用手、对象物检测方法及控制装置进行了说明，但本发明并不限制于此，能够将各部分的结构置换为具有同样的功能的任意结构。此外，也可以对本发明附加其他任意结构物。此外，也可以适当组合各实施方式。