Experimental Evaluation of Precise Placement of the Hollow Object with Asymmetric Pivot Manipulation

要約

この論文では、穴の把握を実現するために硬い中空のオブジェクトを拾うための非対称ピボット操作を提示します。
位置制御されたロボットアームによって実行されるピボットモーションにより、グリッパーは水平に配置された中空のオブジェクトを効果的に把握できるようにし、1つのグリッパー指がオブジェクトの穴の中に配置され、もう1つは長さに沿って外面に接触します。
ホールグラップは、中空のオブジェクトを操作するために人間によって広く採用され、正確な配置を促進し、トレイにしっかりと梱包したり、製造プロセスで狭い機械スロットにそれらを正確に挿入したりするなど、効率的な後続の操作を可能にします。
穴を開けるための非対称ピボットは、ボトル、カップ、ダクトなど、さまざまなサイズと穴の形の中空のオブジェクトに適用できます。
成功する構成を成功させるために、力のバランス条件を満たす変数パラメーターを調査します。
私たちの方法は、変更せずにロボットアームに直接インストールされた市販の平行ジョーグリッパーを使用して実装できます。
実験的検証により、さまざまな中空オブジェクトの提案されている非対称ピボット操作を使用して、穴の把握を達成できることが確認され、高い成功率が示されました。
2つのユースケース、すなわち中空の円筒形のオブジェクトを調整および供給することは、テストベッドで実験的に実証され、穴の把握アプローチの利点を明確に紹介しました。

要約(オリジナル)

In this paper, we present asymmetric pivot manipulation for picking up rigid hollow objects to achieve a hole grasp. The pivot motion, executed by a position-controlled robotic arm, enables the gripper to effectively grasp hollow objects placed horizontally such that one gripper finger is positioned inside the object’s hole, while the other contacts its outer surface along the length. Hole grasp is widely employed by humans to manipulate hollow objects, facilitating precise placement and enabling efficient subsequent operations, such as tightly packing objects into trays or accurately inserting them into narrow machine slots in manufacturing processes. Asymmetric pivoting for hole grasping is applicable to hollow objects of various sizes and hole shapes, including bottles, cups, and ducts. We investigate the variable parameters that satisfy the force balance conditions for successful grasping configurations. Our method can be implemented using a commercially available parallel-jaw gripper installed directly on a robot arm without modification. Experimental verification confirmed that hole grasp can be achieved using our proposed asymmetric pivot manipulation for various hollow objects, demonstrating a high success rate. Two use cases, namely aligning and feeding hollow cylindrical objects, were experimentally demonstrated on the testbed to clearly showcase the advantages of the hole grasp approach.

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