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公開番号2025150184
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-09
出願番号2024050936
出願日2024-03-27
発明の名称保持装置
出願人三星電子株式会社,Samsung Electronics Co.,Ltd.
代理人個人
主分類G01B 11/00 20060101AFI20251002BHJP(測定;試験)
要約【課題】対象物を保持しながら、対象物の姿勢を把握し、安定して保持することが可能な保持装置を提供する。
【解決手段】一部が開口された筐体10と、筐体10の開口部を覆い、透光性を有する弾性体により形成され、保持対象物に接触して保持対象物を保持する接触部20と、筐体10内に設けられ、接触部20を通して、接触部20の表面および保持対象物を撮影する撮影部50と、撮影部50により撮影された接触部20の表面および保持対象物の画像に基づき、接触部20に保持されている保持対象物の接触状態を推定する推定装置と、を備える。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
一部が開口された筐体と、
前記筐体の開口部を覆い、透光性を有する弾性体により形成され、保持対象物に接触して当該保持対象物を保持する接触部と、
前記筐体内に設けられ、前記接触部を通して、当該接触部の表面および前記保持対象物を撮影する撮影部と、
前記撮影部により撮影された前記接触部の表面および前記保持対象物の画像に基づき、当該接触部に保持されている当該保持対象物の接触状態を推定する推定装置と、
を備えることを特徴とする、保持装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記接触部は、空気を吸引するための吸引孔を有し、当該吸引孔の位置と保持対象物の位置とを合わせて当該吸引孔から空気を吸引することにより、当該保持対象物を吸着することを特徴とする、請求項１に記載の保持装置。
【請求項３】
前記接触部の保持対象物と接触する面に、所定の幾何学的パターンによるマーカが付されており、
前記推定装置は、前記撮影部により撮影された画像における前記マーカの変形量に基づき、前記接触部に保持されている保持対象物の接触状態を推定すること
を特徴とする、請求項１または請求項２に記載の保持装置。
【請求項４】
前記接触部の保持対象物と接触する面に、透光性を有する樹脂により形成された被膜が設けられていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の保持装置。
【請求項５】
前記接触部に設けられた前記被膜に、所定のパターンによるマーカが付されており、
前記推定装置は、前記撮影部により撮影された画像における前記マーカの変形量に基づき、前記接触部に保持されている保持対象物の接触状態を推定すること
を特徴とする、請求項４に記載の保持装置。
【請求項６】
前記筐体内から前記接触部に対し、前記撮影部による撮影のための光を照射する照明部をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の保持装置。
【請求項７】
前記撮影部は、
受光に応じて電気信号を出力する受光素子群と、
前記受光素子群上に複数の画像を結像する複数の光学系と、
を備えることを特徴とする、請求項１に記載の保持装置。
【請求項８】
前記撮影部の複数の光学系は、
一のレンズと、
前記レンズを通った光が前記受光素子群上で複数の画像を結像するように、当該レンズに複数の入射光を入射させる複数の開口を有する絞り板と、
を備えることを特徴とする、請求項７に記載の保持装置。
【請求項９】
前記撮影部の複数の光学系は、
前記接触部の保持対象物と接触する面に焦点距離を合わせて前記受光素子群上に結像させる第１光学系と、
前記接触部の保持対象物と接触する面よりも遠い位置に焦点距離を合わせて前記受光素子群上に結像させる第２光学系と、
を含むことを特徴とする、請求項８に記載の保持装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、保持装置に関する。
続きを表示（約 3,000 文字）【背景技術】
【０００２】
ロボットアーム等では、触覚センサを用いて保持対象物を検知しながら保持する保持装置が用いられる。特許文献１には、把持対象物に接触可能な第一の面と、前記第一の面の裏面である第二の面とを備える透過部と、前記透過部の前記第一の面側に存在する物体の像を前記第二の面側から撮像可能な撮像部と、前記透過部の前記第二の面側に配置され、前記透過部の少なくとも一部の領域からの光を反射させて前記撮像部の撮像画角内に導く反射部とを備える触覚センサが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２０２１／００１９９２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ロボットアーム等による対象物の保持では、種々の対象物を認識し、姿勢を把握しながら安定して保持することが求められる。
【０００５】
本発明は、対象物を保持しながら、対象物の姿勢を把握し、安定して保持することが可能な保持装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的のもと、一部が開口された筐体と、筐体の開口部を覆い、透光性を有する弾性体により形成され、保持対象物に接触して保持対象物を保持する接触部と、筐体内に設けられ、接触部を通して、接触部の表面および保持対象物を撮影する撮影部と、撮影部により撮影された接触部の表面および保持対象物の画像に基づき、接触部に保持されている保持対象物の接触状態を推定する推定装置と、を備える、保持装置を提供する。
接触部は、空気を吸引するための吸引孔を有し、吸引孔の位置と保持対象物の位置とを合わせて吸引孔から空気を吸引することにより、保持対象物を吸着する構成としても良い。
また、接触部の保持対象物と接触する面に、所定の幾何学的パターンによるマーカが付されており、推定装置は、撮影部により撮影された画像におけるマーカの変形量に基づき、接触部に保持されている保持対象物の接触状態を推定することとしても良い。
また、接触部の保持対象物と接触する面に、透光性を有する樹脂により形成された被膜を設けた構成としても良い。
また、接触部に設けられた前記被膜に、所定のパターンによるマーカが付されており、推定装置は、撮影部により撮影された画像におけるマーカの変形量に基づき、接触部に保持されている保持対象物の接触状態を推定することとしても良い。
また、筐体内から前記接触部に対し、前記撮影部による撮影のための光を照射する照明部をさらに備える構成としても良い。
撮影部は、受光に応じて電気信号を出力する受光素子群と、受光素子群上に複数の画像を結像する複数の光学系と、を備える構成としても良い。
撮影部の複数の光学系は、一のレンズと、レンズを通った光が受光素子群上で複数の画像を結像するように、レンズに複数の入射光を入射させる複数の開口を有する絞り板と、を備える構成としても良い。
撮影部の複数の光学系は、接触部の保持対象物と接触する面に焦点距離を合わせて受光素子群上に結像させる第１光学系と、接触部の保持対象物と接触する面よりも遠い位置に焦点距離を合わせて受光素子群上に結像させる第２光学系と、を含む構成としても良い。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、対象物を保持しながら、対象物の姿勢を把握し、安定して保持することが可能な保持装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
光学式触覚センサ（Optical Tactile Sensor：OTS）の機能を備えた保持装置の外観を示す図である。
図１に示す保持装置の内部構造を示す断面図である。
保持装置の吸引構造を示す図である。
底板の構造を示す図である。
保持装置の撮影部の光学系の構成を示す図である。
撮影部の構成例を示す図である。
撮影部において近距離と遠距離の二つの画像を得る構成を模式的に示す図である。
撮影部において近距離と遠距離の二つの画像を得る他の構成を模式的に示す図である。
保持装置が対象物であるコネクタと、コネクタの装着先であるソケットとを検知した状態を示す図である。
保持装置がコネクタを保持した状態を示す図である。
保持装置が保持したコネクタをソケットに装着した状態を示す図である。
保持装置がコネクタの保持を解除した状態を示す図である。
処理装置のハードウェア構成例を示す図である。
処理装置の機能構成を示す図である。
マーカの変位の例を示す図であり、図１５（Ａ）は初期状態のマーカを示す図、図１５（Ｂ）は時刻ｔのマーカの状態を示す図、図１５（Ｃ）は、図１５（Ａ）（Ｂ）のマーカの位置を重ねた状態を示す図である。
一つのドットが変位した際のドットの重なりの例を示す図である。
複数のドットの対応を示す図である。
図１５（Ｃ）の例において、追跡対象から除かれるドットを明示する図である。
第１変位の例を示す図である。
第２変位の例を示す図である。
保持装置の接触部に作用する力と接触部の変形量との関係を示すグラフである。
保持装置の動作例を示す図であり、図２２（Ａ）は保持装置が対象物を保持した状態を示す図、図２２（Ｂ）は保持装置が対象物を設置位置に設置しようとしている様子を示す図、図２２（Ｃ）は対象物が設置位置に正しく設置された状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。
＜システム構成＞
図１は、光学式触覚センサ（Optical Tactile Sensor：OTS）の機能を備えた保持装置の外観を示す図である。図２は、図１に示す保持装置の内部構造を示す断面図である。本実施形態の保持装置１は、筐体１０と、接触部２０と、底板３０とを備える。保持装置１は、底板３０側で保持対象物（以下、単に「対象物」と呼ぶ）を保持する。筐体１０の内部には、吸引筒４０と、撮影部５０と、照明部６０とが収容されている。
【００１０】
図示しないが、保持装置１は、腕部（ロボットアーム）の先端等に設けられ移動可能である。また、保持装置１には、保持装置１の対象物に接する面側の空気を吸引する吸引装置（図示せず）が接続される。保持装置１は、吸引装置が空気を吸引することにより、対象物を吸着して保持する。保持装置１による対象物の保持方法の詳細は後述する。保持装置１、腕部（ロボットアーム）、吸引装置は、図示しない制御装置により制御される。制御装置は、例えば、コンピュータにより実現される。保持装置１は、制御装置の制御に基づく腕部の動作により移動し、対象物を保持して設置位置に設置する。
（【００１１】以降は省略されています）

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