CN102448683B - 机器人、机器人手臂的控制装置及机器人手臂的控制程序 - Google Patents

机器人、机器人手臂的控制装置及机器人手臂的控制程序 Download PDF

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Abstract

一种由弹性体致动器(25)进行驱动且具有多个关节的机器人手臂(101)，在机器人手臂(101)的手尖部(29)配设通过与支承面(90)接触而对机器人手臂进行支承的手尖支承构件(42)，通过控制部(109)，在对手尖支承构件(42)和支承面(90)接触的力进行控制的同时，对机器人手臂(101)的手尖部的位置及姿势进行控制。

Description

机器人、机器人手臂的控制装置及机器人手臂的控制程序
技术领域
本发明涉及对机器人手臂的机构技术及机器人手臂的控制技术进行改进的机器人、机器人手臂的控制装置及机器人手臂的控制程序。
背景技术
近年来，宠物机器人等家庭用机器人在被积极研发，将来期待家务支援机器人等更为实用的家庭用机器人被实用。家庭用机器人需要进入家庭内与人类共同生活，所以与人的物理接触不可避免，从安全性方面出发，需要具有柔软性。
另外，在工场内，实现了使装配作业或再循环的拆卸作业等自动化的配合，但在作业内容复杂、以多品种少量生产等难以使用夹具等部件的位置不定等环境多种多样的情况下，用以往的产业用机器人难以应对。
对此，提出了通过以人为主体、以机器人为辅助而实现作业的效率化的作业支援机器人。对人进行辅助的机器人，在人的附近进行动作，所以从安全性方面出发，需要其具有柔软性。
作为柔软的机器人，开发有以气动致动器为驱动装置的气动手臂。气动手臂利用空气的压缩性，所以结构上具有柔软性，与通过控制显现出柔软度的情况相比，本质上是安全的。
但是，气动手臂具有柔软性，因此容易发生振动，难以在高速动作过程中提高手尖的定位精度，特别是具有难以用于工场内的装配作业等需要精度的作业。
对于手尖的定位精度的改善的课题，作为以往技术，在专利文献1中，提出了将图27所示的、具备具有弹性的位置及姿势导向器204a、204b、204c的末端执行器201安装于机器人手臂(未图示)的手尖，由此用末端执行器201对部件进行保持，并且检测对象物的位置，在未接触的状态下使部件和对象物进行轴心吻合，以良好的控制性进行啮合、或拧紧的技术。
另外，在专利文献2中，提出了将基端部侧的至少2个关节作为柔软能动关节，使肘框架载置于作业台上，由此确保手部的位置或姿势的精度的技术。
另外，在专利文献3中，通过以力控制模式使手尖作用器接触作业对象物而准确地进行定位，以进行位置数据的获得的技术。
【现有技术文献】
专利文献1：日本特开平5-84685号公报
专利文献2：日本特开2009-125886号公报
专利文献3：日本特开平5-329787号公报
但是，就上述专利文献1的构成而言，作为对象物，只要不是螺栓等能用位置及姿势导向器204a、204b、204c包围的凸状物体，就无法发挥效果，例如是无法对锪孔中收纳的螺钉进行操作等将特定的作业特殊化的技术，无法作为用于提高气动手臂等柔软的机器人手臂的定位精度的通用技术加以使用。
另外，就专利文献2的构成而言，通过将机器人手臂的肘部载置于作业台上，能使机器人手臂稳定，提高手尖位置或姿势的精度，但无法用作在高速移动了手尖之后急剧减速而进行定位等用于提高高速动作下的精度的技术。
另外，就专利文献3的构成而言，由于使手尖作用器与工件接触来进行力控制，所以无法用作通过把持物体、进而通过使该物体的位置或姿势发生变化进行作业的技术。
发明内容
本发明就在于解决上述以往技术的问题，其目的在于提供一种柔软且安全性高且即便高速动作也能够高精度控制手尖作用器或所把持的物体的位置或姿势的机器人、机器人手臂的控制装置及机器人手臂的控制程序。
为了实现上述目的，本发明如下所示构成。
根据本发明的第一方式，提供一种机器人，其中，具备：
机器人手臂，其由弹性体致动器驱动且具有多个关节；
手尖支承构件，其配设在上述机器人手臂的手腕部附近的比上述手腕部靠根部侧且通过与上述机器人手臂的支承面接触来支承上述机器人手臂的上述手尖部；和
控制部，其对上述手尖支承构件和上述支承面接触的力进行控制，且对上述机器人手臂的上述手尖部的位置及姿势进行控制。
根据本发明的第十一方式，提供一种机器人手臂的控制装置，其特征在于，
在由弹性体致动器进行驱动且具有多个关节的机器人手臂的手腕部附近的比上述手腕部靠根部侧配设的手尖支承构件与支承面接触，而对上述机器人手臂的上述手尖部进行支承，
在对上述手尖支承构件和上述支承面接触的力进行控制的同时，对上述机器人手臂的上述手尖部的位置及姿势进行控制。
根据本发明的第十二方式，提供一种机器人手臂的控制程序，其中，
在由弹性体致动器进行驱动且具有多个关节的机器人手臂的手腕部附近的比上述手腕部靠根部侧配设的手尖支承构件与支承面接触，而对上述机器人手臂的上述手尖部进行支承，
所述控制程序使计算机执行下述功能：在对上述手尖支承构件和上述支承面接触的力进行控制的同时，对上述机器人手臂的上述手尖部的位置及姿势进行控制。
【发明效果】
根据本发明，在机器人手臂的手腕部附近的比手腕部靠根部侧具备手尖支承构件，并且具备控制部，由此由手尖支承构件机械性地支持机器人手臂的手尖部，通过控制部的力控制使手尖支承构件抵压在支承面上的状态下进行动作，由此可以使手尖部的位置稳定。
通过以上的效果，即便是用气动人工肌肉等弹性体致动器进行驱动的机器人手臂，也可以实现高速且位置控制精度高的动作，可以提供柔软且具有本质上的安全性的同时、精度高的机器人、机器人手臂的控制装置及机器人手臂的控制程序。
附图说明
本发明的这些和其它目的和特征，由有关附图的优选实施方式的下列记述而明确。其附图如下所示：
图1是表示本发明的第一实施方式中的机器人手臂的构造的图；
图2是表示包含本发明的上述第一实施方式中的机器人手臂的控制装置的机器人的构造的框图；
图3是表示本发明的上述第一实施方式中的机器人手臂的气动人工肌肉的构造的图；
图4是表示用于驱动上述气动人工肌肉的气压供给驱动系统的构成的图；
图5是表示用于对本发明的上述第一实施方式中的应用了关节驱动机构的上述机器人手臂进行驱动的气压供给系统的构成的图；
图6是表示利用本发明的上述第一实施方式中的机器人手臂的弹性体致动器的拮抗驱动中的关节角度和内部压力差的关系的曲线图；
图7是本发明的上述第一实施方式中的上述机器人手臂的控制程序的实际动作步骤的流程图；
图8是利用本发明的上述第一实施方式中的上述机器人手臂的目标轨道生成单元的处理步骤的流程图；
图9A是本发明的上述第一实施方式中的机器人的动作说明图；
图9B是本发明的上述第一实施方式中的机器人的动作说明图；
图9C是本发明的上述第一实施方式中的机器人的动作说明图；
图9D是本发明的上述第一实施方式中的机器人的动作说明图；
图9E是本发明的上述第一实施方式中的机器人的动作说明图；
图9F是本发明的上述第一实施方式中的机器人的动作说明图；
图10A是本发明的上述第一实施方式中的机器人手臂的第五关节的放大详细正视图；
图10B是本发明的上述第一实施方式中的机器人手臂的第五关节的放大详细俯视图；
图10C是本发明的上述第一实施方式中的机器人手臂的第五关节的放大详细侧视图；
图11A是本发明的上述第一实施方式中的力传感器的详细正视图；
图11B是本发明的上述第一实施方式中的上述力传感器的图11A的A-A线剖视图；
图12是本发明的上述第一实施方式中的上述机器人手臂的动作的时间图；
图13是表示本发明的第二实施方式中的机器人手臂的构造的图；
图14是表示本发明的上述第二实施方式中的控制装置的构造的图；
图15是利用本发明的上述第二实施方式中的机器人手臂的目标轨道生成单元的处理步骤的流程图；
图16A是本发明的上述第二实施方式中的上述机器人的动作说明图；
图16B是本发明的上述第二实施方式中的上述机器人的动作说明图；
图17是表示本发明的第三实施方式中的机器人手臂的构造的图(第二臂的弹性体致动器为了简化而省略。)；
图18是表示本发明的上述第三实施方式中的机器人手臂的手尖支承构件的构造的图；
图19A是对本发明的上述第三实施方式中的机器人手臂的手尖支承构件的动作进行说明的图；
图19B是对本发明的上述第三实施方式中的机器人手臂的手尖支承构件的动作进行说明的图；
图20是表示本发明的第四实施方式中的机器人手臂的构造的图；
图21是表示作为本发明的上述第四实施方式中的机器人手臂的手尖支承机构的球脚轮的构造的剖视图；
图22是表示本发明的第五实施方式中的机器人手臂的构造的图；
图23是表示本发明的第六实施方式中的机器人手臂的构造的图；
图24是表示参考例中的机器人手臂的构造的图；
图25A是表示本发明的上述第一实施方式中的上述机器人手臂的电动驱动工具(driver)的构造的剖视图，是改锥头在上升位置的状态的图；
图25B是表示图25A的上述电动驱动工具的构造的剖视图，是改锥头在下端位置的状态的图；
图26是表示用于将作为本发明的上述第五实施方式中的上述机器人手臂的手尖支承构件的例子的吸盘的内侧控制成负压或正压的气动系统的图；
图27是表示以往技术的图。
具体实施方式
以下，在参照附图对本发明中的实施方式进行详细说明之前，对本发明的各种方式进行说明。
根据本发明的第一方式，提供一种机器人，其特征在于，具备：
机器人手臂，其由弹性体致动器进行驱动且具有多个关节；
手尖支承构件，其配设在上述机器人手臂的手腕部附近的比上述手腕部靠根部侧且通过与上述机器人手臂的支承面接触来支承上述机器人手臂的上述手尖部；和
控制部，其对上述手尖支承构件和上述支承面接触的力进行控制，且对上述机器人手臂的上述手尖部的位置及姿势进行控制。
根据本发明的第二方式，在第一方式记载的机器人的基础上，其特征在于，上述手尖支承构件具有至少2根可以伸缩的支承脚。
根据本发明的第三方式，在第一方式记载的机器人的基础上，其特征在于，上述手尖支承构件，由相对于上述支承面能通过气压进行吸附或解除吸附的弹性体的吸盘构成，可以对上述吸盘和上述支承面的摩擦进行控制。
根据本发明的第四方式，在第一方式记载的机器人的基础上，其特征在于，上述手尖支承构件，由能通过磁力对上述支承面进行吸附或解除吸附的电磁铁构成，对上述电磁铁和上述支承面的摩擦进行控制。
根据本发明的第五方式，在第一方式记载的机器人的基础上，其特征在于，上述手尖支承构件，由具有制动器的球脚轮构成，对上述球脚轮和上述支承面的摩擦进行控制。
根据本发明的第六方式，在第一方式记载的机器人的基础上，其特征在于，上述手尖支承构件，由具有制动器的轮子构成，按不同方向对上述轮子和上述支承面的摩擦进行控制。
根据本发明的第七方式，在第一方式记载的机器人的基础上，其特征在于，上述机器人手臂具有3个以上的上述关节，上述手尖支承构件配设于上述机器人手臂的从固定部起第二个关节以后的联杆上。
根据本发明的第八方式，在第七方式记载的机器人的基础上，其特征在于，上述机器人手臂，与配设了上述手尖支承构件的位置相比靠手尖部侧还具备具有决定上述手尖部的姿势的自由度的关节。
根据本发明的第九方式，在第一方式记载的机器人的基础上，其特征在于，上述控制装置，按照利用上述手尖支承构件和上述支承面的接触产生的摩擦使上述机器人手臂的手尖速度减速的方式进行控制。
根据本发明的第十方式，在第一～第九方式中任一记载的机器人的基础上，其特征在于，上述控制部，在通过使上述手尖支承构件与上述机器人手臂的支承面接触而对上述机器人手臂的上述手尖部进行支承之后，对上述机器人手臂的上述手尖部的位置及姿势进行控制。
根据本发明的第十一方式，提供一种机器人手臂的控制装置，其中，
在由弹性体致动器进行驱动且具有多个关节的机器人手臂的手腕部附近的比上述手腕部靠根部侧配设的手尖支承构件与支承面接触，而对上述机器人手臂的上述手尖部进行支承，
在对上述手尖支承构件和上述支承面接触的力进行控制的同时，对上述机器人手臂的上述手尖部的位置及姿势进行控制。
根据本发明的第十二方式，提供一种机器人手臂的控制程序，其中，
在由弹性体致动器进行驱动且具有多个关节的机器人手臂的手腕部附近的比上述手腕部靠根部侧配设的手尖支承构件与支承面接触，而对上述机器人手臂的上述手尖部进行支承，
其使计算机执行下述功能，即在对上述手尖支承构件和上述支承面接触的力进行控制的同时，对上述机器人手臂的上述手尖部的位置及姿势进行控制。
以下，根据附图对本发明涉及的实施方式进行详细说明。
(第一实施方式)
图1是表示本发明的第一实施方式涉及的机器人100的构造的整体图。机器人100具备：本发明的第一实施方式涉及的机器人手臂101、和对机器人手臂101的动作进行控制的后述控制部(控制装置)109。
本发明的第一实施方式涉及的机器人手臂101，相对于固定壁(固定部)26包括沿着上下方向轴在沿着横向的平面内正反旋转的第一关节轴(第一关节71的轴)19、在沿着上下方向的平面内正反旋转的第二关节轴(第二关节72的轴)20、在第一臂27和第二臂28之间在沿着上下方向的平面内正反旋转的第三关节轴(第三关节73的轴)21、在第二臂28和作为手尖作用器的一例的电动驱动工具29之间在沿着上下方向的平面内正反旋转的第四关节轴(第四关节74的轴，换言之，机器人手臂的手腕部88的旋转轴)22、和在第二臂28和作为手尖作用器的一例的电动驱动工具29之间在与第四关节轴22垂直的平面内正反旋转的第五关节轴(第五关节75的轴)23。
在第一关节轴19，在上下端部通过轴承30a和30b沿着上下方向支承为自由旋转的旋转轴31上，圆形支承体32以自由旋转的方式与其连结，而且弹性体致动器25-1a和弹性体致动器25-1b的各一端部连结于固定壁26，各另一端部连结于上述各圆形支承体32的支承轴33。由此，通过弹性体致动器25-1a和弹性体致动器25-1b的拮抗驱动，可以使机器人手臂101的第一臂27和第二臂28和作为手尖作用器的一例的电动驱动工具29，绕着作为第一关节轴19的上下轴的Z轴在沿着横向的平面内一体地进行正反旋转运动。需要说明的是，上侧的轴承30a通过支承棒34被支承在固定壁26上。
在第二关节轴20，在旋转轴31的上端固定的圆形支承体32、和在旋转轴31的下端部附近的固定壁26侧与旋转轴31的长度方向正交而固定的支承体35之间，连结弹性体致动器25-2a及25-2b，通过弹性体致动器25-2a及25-2b的拮抗驱动，可以使机器人手臂101的第一臂27和第二臂28和作为手尖作用器的一例的电动驱动工具29，绕着第二关节轴20的支承轴的横轴在沿着上下方向的面内一体地进行正反旋转运动。
在第三关节轴21，在一端固定于圆形支承体32的第一臂27的圆形支承体32侧的附近，支承体36与第一臂27的长度方向正交而被固定，在第一臂27的前端侧，以可以旋转的方式连结有在第二臂28的一端与第二臂28的长度方向正交而被固定的支承体37。在第一臂27的支承体36和在第二臂的一端固定的支承体37之间，连结有弹性体致动器25-3a及25-3b，通过弹性体致动器25-3a及25-3b的拮抗驱动，可以使机器人手臂101的第一臂27和第二臂28，绕着第三关节轴21的支承轴的横轴在沿着上下方向的面内相对进行正反旋转。
在第四关节轴22，在第二臂28的支承体37和以能自由旋转的方式与第二臂28连结的手尖支承体38之间，连结有弹性体致动器25-4a及25-4b，所述弹性体致动器25-4a及25-4b与弹性体致动器25-3a及25-3b绕着第二臂28的长度轴方向相差90度相位而配置，弹性体致动器25-4a及25-4b的拮抗驱动，可以使电动驱动工具29绕着第四关节轴22的支承轴的横轴在沿着上下方向的面内相对于第二臂28进行正反旋转。
在第五关节轴23，如图1及图10A～图10C的放大详图所示，在第二臂28的支承体37、和以可以绕着第五关节轴23旋转的方式与手尖支承体38连结的手尖作用器基座39之间，弹性体致动器25-4a及25-4b分别借助挂在自由旋转的滑轮40上的线材41加以连结。即，弹性体致动器25-4a及25-4b各自的前端、和在手尖作用器基座39的一对滑轮40间的中间固定的固定部39a之间，分别借助在十字形状的板材构成的手尖支承体38上绕着第五关节轴23隔开180度间隔以自由旋转的方式配置的滑轮40，用线材41加以连结。由此，通过弹性体致动器25-4a及25-4b的拮抗驱动，可以使电动驱动工具29绕着第五关节轴23相对于手尖支承体38进行正反旋转。
上述各弹性体致动器，作为弹性膨胀收缩结构体的一例发挥功能。
在第一关节轴19、第二关节轴20、第三关节轴21、第四关节轴22、第五关节轴23，配设有对各关节的旋转角度进行计量的作为角度传感器的编码器24-1、24-2、24-3、24-4、24-5(参照图5)，可以对各关节的关节角度(旋转角度)进行计量。
在各弹性体致动器25-1a、25-1b、25-2a、25-2b、25-3a、25-3b、25-4a、25-4b、25-5a、25-5b的输入输出口(图3的流体注入注出构件13)，配设有压力传感器110(参照图4)，可以对各弹性体致动器25-1a、25-1b、25-2a、25-2b、25-3a、25-3b、25-4a、25-4b、25-5a、25-5b的内部的压力进行计量。
手尖作用器是安装在手尖部(手尖)或手部位而进行目的作业的构件，作为具体的一例，是手部或电动驱动工具29。在使用电动驱动工具29作为手尖作用器的一例的情况下，电动驱动工具29具备：马达29A、以能更换的方式与马达29A的旋转轴连结的改锥头50、和对马达29A和改锥头50进行支承并能使马达29A和改锥头50一体地在轴向上进退移动的气动缸机构29B。如图25A及图25B所示，气动缸机构29B配置成活塞29d能在电动驱动工具29的气缸29c内移动，在气缸29c的上端和活塞29d之间架设拉伸弹簧501。成为下述机构，即在对气缸29c内加压时，活塞29d在气缸29c内通过气压而下降，另一方面，在气压的压力下降时，通过拉伸弹簧501的作用，活塞29d在气缸29c内上升的机构。活塞29d上固定有马达29A，活塞29d和马达29A一体性移动。由此，通过电动驱动工具29的马达29A使改锥头50旋转，从气压源15经气压调整组件16及5端口流量控制电磁阀17-6，向在电动驱动工具29中内置且对改锥头50进行支承的气动缸机构29B供给气压，由此如图25A及图25B所示能通过空气的压力及拉伸弹簧501的作用，按照使改锥头50在图1的箭头X所示的方向上进行平移运动方式使其进行伸缩运动(使改锥头50相对于电动驱动工具29的外壳进退运动)。需要说明的是，作为手尖作用器的其他例，可以举出对对象物进行把持而能进行搬运、插入、拉伸等动作的手部等。
42是作为手尖支承机构的一例的手尖支承构件，借助力传感器51向第二臂28的前端侧(机器人手臂101的手腕部88附近的比手腕部88靠根部侧)的下方突出而被固定，具有通过与外环境、例如机器人手臂支承体的支承面90相接而使相对于第二臂28的支承面90的相对位置及姿势稳定的作用。手尖支承构件42的下端例如形成为半球面状，以任何角度都能顺利接触支承面90。作为手尖支承构件42的材质，例如只要使用表面配置有橡胶的金属、树脂、或硬质橡胶等，就可以使手尖支承构件42和支承面90之间产生摩擦，且在支承于支承面90上时，手尖支承构件42的形状变形也少，能使相对于第二臂28的支承面的相对位置及姿势稳定。
在这里，上述外环境是指地板面、桌子的面板、壁面、或其他物体的表面等对机器人手臂101的手尖支承构件42进行支承的支承体的支承面90，是指存在于机器人手臂101外侧并能对机器人手臂101的手尖支承构件42进行支承的物体的表面。
力传感器51是在第二臂28和手尖支承构件42之间配置的6轴的力传感器，能对施加给手尖支承构件42的力F进行计量。力传感器51如图11A及图11B的详细内容所示是通常的6轴力传感器，通过在绕中心轴等间隔配置的3个梁303上分别贴附的应变仪304，对向固定面302和测定面301之间施加的xs、ys、zs三个方向的平移力和绕着xs、ys、zs轴的转矩进行计量。在本第一实施方式中，仅使用xs、ys、zs的3个方向的平移力，将力传感器51用作3轴的力传感器。
图3的(a)、(b)、(c)是表示作为各弹性体致动器25-1a、25-1b、25-2a、25-2b、25-3a、25-3b、25-4a、25-4b、25-5a、25-5b的一例的气动人工肌肉25的构造的图。图3的(a)是表示气动人工肌肉25的减压状态的正视图，图3的(b)是表示气动人工肌肉25的加压状态的正视图，图3的(c)是表示气动人工肌肉25的剖视图。气动人工肌肉25如图3所示，在由橡胶材料形成的管状弹性体10的外表面，配设由在材料上难以伸展的树脂或金属的纤维线编织成网状而构成的约束构件11，成为用密封构件12将管状弹性体10的两端部分别气密封的构造。通过与一个端部的密封构件12连结的流体注入注出构件13，将空气等压缩性流体提供到管状弹性体10内，由此将内压施加给管状弹性体10的内部空间时，使管状弹性体10主要向半径方向膨胀(参照图3的(c))，但通过约束构件11的作用，变换成管状弹性体10的中心轴方向的收缩运动，全长进行收缩(参照图3的(b))。相反，通过将压缩性流体从管状弹性体10内排出而降低管状弹性体10的内部空间的内压时，管状弹性体10主要向半径方向收缩，但通过约束构件11的作用，变换成管状弹性体10的中心轴方向的伸展运动，全长发生膨胀(参照图3的(a))。该气动人工肌肉主要由弹性体构成，所以具有柔软性，具有安全且轻量的致动器的特征。
图4是表示用于驱动绕着棒状的第一结构体1的长度轴方向相互相差180度相位进行配置而被拮抗驱动的一对气动人工肌肉25、即一对气动人工肌肉25A、25B的气压供给驱动系统的构成的图。即，是用于对上述拮抗驱动的一对弹性体致动器的构成及动作进行说明的图。棒状的第一结构体1与上述的各臂27、28或旋转轴31等相当。在图4中，15是例如压缩机等气压源，16是气动过滤器16a、气动减压阀16b和气动用润滑器16c成为1组的气压调整组件。17是例如通过用电磁铁的力对滑阀等进行驱动来控制流量的5端口流量控制电磁阀。18例如是由通常的个人计算机构成的控制计算机，搭载有D/A板18a，向5端口流量控制电磁阀17输出电压指令值，由此可以对流过流体注入注出构件13的空气的流量进行控制。
另外，在控制计算机18上搭载有A/D板18b，输入压力传感器110的电压输出值，由此可以对弹性体致动器25-1a、25-1b、25-2a、25-2b、25-3a、25-3b、25-4a、25-4b、25-5a、25-5b的内部的压力进行计量。进而，在控制计算机18上搭载有计数卡18c，通过输入来自在各关节(第一关节71、第二关节72、第三关节73、第四关节74、第五关节75)3中内置的编码器24(24-1、24-2、24-3、24-4、24-5)的信号，可以对关节3(参照图4)的角度进行计量。
通过图4所示的气压供给驱动系统，由气压源15生成的高压空气，被气压调整组件16减压(通过气压调整组件16调整为例如600kPa的恒定压力)，被提供给5端口流量控制电磁阀17。5端口流量控制电磁阀17的开度，与从控制计算机18借助D/A板18a输出的电压指令值成比例地被控制。5端口流量控制电磁阀17，分别与进行拮抗驱动的一对气动人工肌肉25A、25B的各管状弹性体10的流体注入注出构件13连接。一对气动人工肌肉25A、25B沿着第一结构体1的长度方向大致平行配置，各管状弹性体10的流体注入注出构件13侧的端部，固定于在第一结构体1的端部固定的致动器支承构件4(与上述固定壁26、支承体35、支承体36、支承体37、支承体37相当。)上。在一对气动人工肌肉25A、25B的管状弹性体10的另一个端部侧，第一结构体1对致动器驱动力传输构件5(与支承轴33、圆形支承体32、支承体37、手尖支承体38、手尖作用器基座39相当。)进行支承，所述致动器驱动力传输构件5由旋转关节3以自由旋转的方式加以支承，该致动器驱动力传输构件5以自由旋转的方式支承一对气动人工肌肉25A、25B的管状弹性体10的另一个端部。因此，如以下所述，通过一对气动人工肌肉25A、25B的各自的管状弹性体10进行伸缩，对致动器驱动力传输构件5进行绕着旋转关节3正反旋转的驱动，对第二结构体2进行绕着旋转关节3正反旋转的驱动。需要说明的是，将图4中箭头所示的向右旋转设为正向，将与箭头相反的向左旋转设为反向。
在由控制计算机18输出的正的电压指令值从D/A板18a向5端口流量控制电磁阀17输入的情况下，如图4所示成为气动回路符号的A所示的状态，从气压源15侧向气动人工肌肉25A的管状弹性体10的流体注入注出构件13侧的流路借助5端口流量控制电磁阀17而开通，流量与电压指令值的绝对值成比例的空气被提供给气动人工肌肉25A侧。另外，就气动人工肌肉25B侧而言，从管状弹性体10的流体注入注出构件13向大气压侧的流路借助5端口流量控制电磁阀17而开通，流量与电压指令值的绝对值成比例的空气流从气动人工肌肉25B侧向大气中排出。因此，如图4所示，气动人工肌肉25A的全长收缩，气动人工肌肉25B的全长伸展，由此以与电压指令值的绝对值成比例的速度，旋转关节3进行绕着旋转关节3的轴的箭头所示的向右旋转运动。
另一方面，在由控制计算机18输出的负的电压指令值从D/A板18a向5端口流量控制电磁阀17输入的情况下，5端口流量控制电磁阀17从气动回路符号的A所示的状态向B所示的状态切换，成为气动回路符号的B所示的状态，与气动人工肌肉25A的动作相反，旋转关节3进行绕着旋转关节3的轴的向左旋转运动。即，从气压源15侧向气动人工肌肉25B的管状弹性体10的流体注入注出构件13侧的流路借助5端口流量控制电磁阀17而开通，流量与电压指令值的绝对值成比例的空气被提供给气动人工肌肉25B侧。另外，就气动人工肌肉25A侧而言，从管状弹性体10的流体注入注出构件13向大气压侧的流路借助5端口流量控制电磁阀17而开通，流量与电压指令值的绝对值成比例的空气流从气动人工肌肉25A侧向大气中排气。因此，气动人工肌肉25B全长收缩，气动人工肌肉25A全长伸展，由此以与电压指令值的绝对值成比例的速度，关节轴旋转关节3进行绕着旋转关节3的轴的与图4的箭头方向相反的向左旋转运动。
如上所示，通过气动人工肌肉25A、25B对绕着旋转关节3的轴的正反旋转运动进行驱动，由此，绕着旋转关节3的轴的第一结构体1和第二结构体2的相对摆动运动即规定角度的旋转运动被驱动。
图5是表示用于对图1所示的机器人手臂101进行驱动的气压供给系统的构成的图。在图5所示的气压供给系统中，配设有6个5端口流量控制电磁阀17-1、17-2、17-3、17-4、17-5、17-6，可以借助气压调整组件16从气压源15供给气压。6个5端口流量控制电磁阀17-1、17-2、17-3、17-4、17-5、17-6的每个，由上述的5端口流量控制电磁阀17构成。其他的构成及动作原理与图4的情况一样，省略详细说明。
从5端口流量控制电磁阀17-1向弹性体致动器25-1a及25-1b供给气压，绕着第一关节轴19的正反旋转运动被驱动，从5端口流量控制电磁阀17-2向弹性体致动器25-2a及25-2b供给气压，绕着第二关节轴20的正反旋转运动被驱动，从5端口流量控制电磁阀17-3向弹性体致动器25-3a及25-3b供给气压，绕着第三关节轴21的正反旋转运动被驱动，从5端口流量控制电磁阀17-4向弹性体致动器25-4a及25-4b供给气压，绕着第四关节22轴的正反旋转运动被驱动，从5端口流量控制电磁阀17-5向弹性体致动器25-5a及25-5b供给气压，绕着第五关节23轴的正反旋转运动被驱动。
需要说明的是，从5端口流量控制电磁阀17-6，向内置于电动驱动工具29且对改锥头50进行支承的气动缸机构29B供给气压，能够按照使改锥头50在图1的箭头X所示的方向上进行平移运动的方式使改锥头50进行伸缩动作。
如果为以上之类的构造，能产生多自由度，使由机器人手臂101的手尖所支承的改锥头50的轴向的斜度，与后述的螺钉的轴向一致，使改锥头50的下端与装配构造物95的螺钉头91确实可靠地卡合。
图2是表示作为本发明的第一实施方式涉及的机器人手臂101的接触动作控制单元的一例的控制部109的构成的框图。图2中，101是图1所示的第一实施方式涉及的机器人手臂。从机器人手臂101输出由各编码器24(24-1、24-2、24-3、24-4、24-5)(图5参照)计量的关节角的当前值q、
q＝[q 1，q 2，q 3，q 4，q 5]T
由各压力传感器110计量的弹性体致动器25-1a、25-1b、25-2a、25-2b、25-3a、25-3b、25-4a、25-4b、25-5a、25-5b的内压P、
P＝[P 1a，P 1b，P 2a，P 2b，P 3a，P 3b，P 4a，P 4b，P5a，P 5b]T
及由力传感器51计量的在手尖支承构件42和支承面90之间起作用的力F。
F＝[F x，F y，Fz]T
其中，q1、q2、q3、q4、q5分别是第一关节71、第二关节72、第三关节73、第四关节74、第五关节75的关节角度。另外，P1a、P1b、P2a、P2b、P3a、P3b、P4a、P4b、P5a、P5b分别是弹性体致动器25-1a、25-1b、25-2a、25-2b、25-3a、25-3b、25-4a、25-4b、25-5a、25-5b的内压。另外，Fx、Fy、Fz分别是相对于固定壁26的机器人手臂101的坐标轴x方向的力、坐标轴y方向的力、坐标轴z方向的力。
104是压力差计算单元，根据压力传感器110的计量值(弹性体致动器的内压值)P由压力差计算单元104计算出压力差ΔP，从压力差计算单元104向后述的第四运算部83输出。
ΔP＝[ΔP1，ΔP2，ΔP3，ΔP4，ΔP5]T＝[P1a-P1b，P2a-P2b，P3a-P3b，P4a-P4b，P5a-P5b]T
107是正运动学计算单元，通过正运动学计算单元107，进行从机器人手臂101的关节角度矢量的当前值(由各编码器24(24-1、24-2、24-3、24-4、24-5)计量的关节角的当前值)q向手尖位置及姿势矢量r变换的几何学计算。由正运动学计算单元107变换的位置及姿势矢量r，从正运动学计算单元107向后述的目标轨道计算单元102输入。
102是目标轨道生成单元，用于实现成为目标的机器人手臂101的动作的手尖位置及姿势目标矢量rd及将手尖支承构件42抵压在支承面90上时的目标力(目标力矢量)Fd，从目标轨道生成单元102向位置及力控制方向选择单元43输出。另外，从目标轨道生成单元102向位置及力控制方向选择单元43输出位置及力控制方向指令S。
S＝[Sx，Sy，Sz]T
位置及力控制方向指令S是用于对在坐标轴x方向、y方向、z方向的每个方向进行位置控制还是进行力控制加以指令的指令值，将进行位置控制的情况设为1，将进行力控制的情况设为0。例如，在x方向进行位置控制、在y方向进行位置控制、在z方向进行力控制的情况，下述S是从目标轨道生成单元102向位置及力控制方向选择单元43输出。
S＝[1，1，0]T
43是位置及力控制方向选择单元。用第一运算部80计算由目标轨道生成单元102输出的成为目标的位置及姿势目标矢量rd和来自正运动学计算单元107的位置及姿势矢量r的误差，求出位置误差re。由第一运算部80求出的位置误差re向位置及力控制方向选择单元43输入。在位置及力控制方向选择单元43，基于由第一运算部80求出的位置误差re和由目标轨道生成单元102输出的位置及力控制方向指令S，仅将手尖位置及姿势的矫正误差、例如进行位置控制的方向的矫正误差rex加以运算，进行抽取，向位置误差补偿单元103输出。进行位置控制的方向的矫正误差rex的抽取可以通过下述的式(1)加以执行。
r ex = S x 0 0 0 0 0 0 S y 0 0 0 0 0 0 S z 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 r e - - - ( 1 )
另外，对于位置及力控制方向选择单元43，用第二运算部81计算在手尖支承构件42和支承面90之间起作用的力F和由目标轨道生成单元102输出的、将手尖支承构件42抵压在支承面90上时的、成为目标力的目标力矢量Fd的误差，求出力误差Fe。由第二运算部81求出的力误差Fe向位置及力控制方向选择单元43输入。
在位置及力控制方向选择单元43中，基于由第二运算部81求出的力误差Fe、和由目标轨道生成单元102输出的位置及力控制方向指令S，仅将力控制的方向的力矫正误差Fex加以运算，进行抽取，向力误差补偿单元44输出。进行力控制的方向的力矫正误差Fex的抽取，通过下述的式(2)加以执行。
F ex = 1 - S x 0 0 0 0 0 0 1 - S y 0 0 0 0 0 0 1 - S z 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 F e - - - ( 2 )
在力误差补偿单元44中，从力控制的方向的力矫正误差Fex对力误差矫正输出uF加以运算而求出。将力误差矫正输出uF从力误差补偿单元44向力-转矩变换单元45输出。
103是位置误差补偿单元，从位置及力控制方向选择单元43向位置误差补偿单元103输入进行位置控制的方向的矫正误差rex。在位置误差补偿单元103，根据进行位置控制的方向的矫正误差rex，对位置误差矫正输出up进行计算而求出。需要说明的是，关于位置误差补偿单元103，起自目标轨道计算单元102的箭头，表示在下述的步骤D、G、H、J等中对位置控制补偿单元的增益进行变更时来自目标轨道计算单元102的指令。从位置误差补偿单元103向近似逆运动学计算单元108A输入经计算求出的位置误差矫正输出up。
108A是近似逆运动学计算单元，
uout＝Jr(q)-1uin
根据上述近似式，由近似逆运动学计算单元108A进行逆运动学的近似计算。其中，Jr(q)是雅可比矩阵。另外，uin是从位置误差补偿单元103向近似逆运动学计算单元108A的输入(在这里为位置误差矫正输出up)。另外，uout是来自近似逆运动学计算单元108A的输出(在这里为位置误差矫正输出ΔPqe)。进而，如果将uin作为位置误差矫正输出up，
ΔPqe＝Jr(q)-1up
如上式所示成为从位置误差矫正输出up向位置误差矫正输出ΔPqe的变换式。通过该近似逆运动学计算单元108A，即便是5自由度以上的多自由度的机器人手臂等难以进行逆运动学计算的构造，也可以容易地实现逆运动学计算。
目标内部状态决定单元包括目标压力差计算单元105和近似逆运动学计算单元108B。
uout＝Jr(q)-1uin
通过上述近似式，用近似逆运动学计算单元108B进行逆运动学的近似计算。其中，Jr(q)是雅可比矩阵。另外，uin是从位置及力控制方向选择单元43向近似逆运动学计算单元108B的输入。另外，uout是从近似逆运动学计算单元108B向第五运算部84的输出。进而，如果将uin作为手尖位置及姿势的矫正误差rex，
qe＝Jr(q)-1rex
如上式所示成为从手尖位置及姿势的矫正误差rex向关节角度误差qe的变换式。通过该近似逆运动学计算单元108B，即便是5自由度以上的多自由度的机器人手臂等难以进行逆运动学计算的构造，也可以容易地实现逆运动学计算。
第五运算部84对来自近似逆运动学计算单元108B的输出关节角度误差qe、和关节角度矢量的当前值(由各编码器24(24-1、24-2、24-3、24-4、24-5)计量的关节角的当前值)q施以加法运算，求出关节角度的目标值qd。由第五运算部84求出的关节角度的目标值qd向目标压力差计算单元105输入。
目标压力差计算单元105，从第五运算部84输入下式作为目标关节角度，
qd＝q+Jr(q)-1rex
根据关节目标矢量qd算出下述的目标压力差，从目标压力差计算单元105向第四运算部83输出。
ΔPd＝[ΔP1d，ΔP2d，ΔP3d，ΔP4d，ΔP5d]T
其中，ΔP1d、ΔP2d、ΔP3d、ΔP4d、ΔP5d分别是弹性体致动器25-1a和25-1b的压力差的目标值、25-2a和25-2b的压力差的目标值、25-3a和25-3b的压力差的目标值、25-4a和25-4b的压力差的目标值、25-5a和25-5b的压力差的目标值。
在力-转矩变换单元45中，通过下述的式(3)所示的式子，计算用于对力误差Fe进行矫正的力误差矫正输出ΔPτe并输出。
Δ P τe = J r T u F - - - ( 3 )
用第三运算部82对由近似逆运动学计算单元108A输出的位置误差矫正输出ΔPqe和由力-转矩变换单元45输出的力误差矫正输出ΔPτe施以加法运算，求出位置及力误差矫正输出ΔPτ(ΔPτ＝ΔPqe+ΔPτe)。
用第四运算部83对由目标压力差计算单元105输出的目标压力差ΔPd和由第三运算部82求出的位置及力误差矫正输出ΔPτ施以加法运算，并且用第四运算部83从加和所得的值减去从压力差计算单元104输出的当前的压力差ΔP。
106是压力差误差补偿单元。由第四运算部83求出的值向压力差误差补偿单元106输入。在压力差误差补偿单元106中，基于从第四运算部83输入的值将压力差矫正输出u加以运算，压力差矫正输出u向机器人手臂101输出。压力差矫正输出u，借助机器人手臂101的控制计算机18的D/A板18a，分别作为电压指令值被提供给5端口流量控制电磁阀17-1、17-2、17-3、17-4、17-5、17-6，驱动各关节轴19、20、21、22、23，发生各个关节的旋转运动，使机器人手臂101进行动作。
关于如上所述构成的控制部109，对控制动作的原理进行说明。控制动作的基本是按照用位置及力控制方向指令S指定的不同方向、同时实现利用位置误差补偿单元103的手尖位置(手尖作用器的位置)的位置误差re的反馈控制(位置控制)、和利用力误差补偿单元44的在手尖发生的力F的反馈控制(力控制)的位置和力的混合控制，作为位置误差补偿单元103，例如使用PID补偿器，作为力误差补偿单元44，例如使用PI补偿器时，按照手尖位置的位置误差re收敛为0的方式使控制发挥作用，且按照手尖产生的力误差Fe收敛为0的方式使控制发挥作用，所以成为目标的机器人手臂101的动作得以实现。
但是，在由弹性体致动器、例如通过图3所示的空气等流体进行动作的致动器进行驱动的情况下，由于弹性体致动器的弹性因素、即流体的压缩性或流路阻力等的影响，响应性差，无法进行高精度的控制。
用于应对这样的课题的手段，是利用压力差误差补偿单元106的压力差ΔP的反馈控制。由于向压力差误差补偿单元106输入位置误差矫正输出ΔPqe，所以在产生手尖位置及姿势误差re时，压力差误差补偿单元106进行动作，按照手尖位置及姿势误差re收敛为0的方式使压力差的控制发挥作用。在图3所示的弹性体致动器25中，内部压力发生变化，最初位移发生变化，因此在时间上与位置的变化(位移)相比，压力变化更早被观测到。因此，如图2所示的控制系统所述，在进行位置控制的位置反馈回路的内侧构成有进行压力差的控制的内部压力反馈回路，由此对响应性的缺陷进行补偿，可以实现位置控制性能的改善。
但是，仅设置压力差误差补偿单元106就可以改善响应性，但会发生位置的静差(恒定偏差)，仍存在无法提高定位精度的课题。这是因为，没有将实现关节角度的目标值qd所需的压力差作为目标值向压力差误差补偿单元106输入。
用于应对这样的课题的单元，是目标压力差计算单元105。在用图4所示的1组弹性体致动器25A、25B进行旋转关节3的拮抗驱动的情况下，关节角度3和内部压力差的关系例如如图6所示。图6是使用了全长250mm、内径10mm的弹性体致动器(McKibben型气动人工肌肉)时的的结果。如图6所示，测定结果能大致近似为直线。因此，作为对目标压力差ΔPd进行计算的式子，可以使用表示直线的下述1次式。
ΔPd＝Aqd+b    (4)
其中，A、b是系数，可以根据图6的测定结果求出。因此，在目标压力差计算单元105中，利用上述式(4)从关节角度的目标值qd计算目标压力差ΔPd，借助第四运算部83向压力差误差补偿单元106输入，实现静差小的高精度的位置控制。
关于为了基于以上的原理进行控制动作而使计算机执行的控制程序的实际计算步骤，根据图7的流程图进行说明。
在步骤1中，通过各编码器24(24-1、24-2、24-3、24-4、24-5)计量的关节角度数据(关节变数矢量q)被控制部109取入。
接着，在步骤2中，机器人手臂101的运动学计算所需的雅可比矩阵Jr等的计算，分别由近似逆运动学计算单元108A及近似逆运动学计算单元108B来进行。
接着，在步骤3中，从关节角度数据(关节变数矢量q)计算机器人手臂101的当前手尖位置及姿势矢量r(正运动学计算单元107中的处理)。
接着，在步骤4中，通过目标轨道生成单元102计算机器人手臂101的手尖位置及姿势的目标值(手尖位置及姿势目标矢量)rd。
接着，在步骤5中，用第一运算部80对作为手尖位置及姿势的目标值(手尖位置及姿势目标矢量)rd和当前的手尖位置及姿势矢量r之差的手尖位置及姿势的误差re进行计算。
接着，在步骤6中，就位置及力控制方向选择单元43而言，从手尖位置及姿势的误差re中仅抽取进行位置控制的方向的成分，使进行力控制的方向的成分为0后的手尖位置及姿势的矫正误差rex，从位置及力控制方向选择单元43输出。
接着，在步骤7中，从由位置及力控制方向选择单元43输出的手尖位置及姿势的矫正误差rex，对位置误差矫正输出up进行计算(位置误差补偿单元103中的处理)。作为位置误差补偿单元103的具体例，考虑PID补偿器。在PID补偿器的情况下，在步骤7中，手尖位置及姿势的矫正误差rex乘以比例增益得到的值、矫正误差rex的微分值乘以微分增益得到的值、矫正误差rex的积分值乘以积分增益得到的值这3个值的总值，成为位置误差矫正输出up。适当调整作为常数的对角矩阵的比例、微分、积分这3个增益，由此按照使位置误差收敛为0的方式使控制发挥作用。
接着，在步骤8中，通过对在步骤2中计算得到的雅可比矩阵Jr的逆矩阵施以乘法运算，将位置误差矫正输出up从与手尖位置及姿势的误差有关的值变换成与关节角度的误差有关的值(位置误差矫正输出)ΔPqe(近似逆运动学计算单元108A中的处理)。
接着，在步骤9中，通过对雅可比矩阵Jr的逆矩阵施以乘法运算，将手尖位置及姿势的矫正误差rex变换成关节角度误差qe(近似逆运动学计算单元108B中的处理)。
接着，在步骤10中，用第五运算部84将步骤9中计算得到的关节角度误差qe和由编码器24(24-1、24-2、24-3、24-4、24-5)计量的当前的关节角度q加和，将所得的加和值作为关节角度的目标值qd，用目标压力差计算单元105算出目标压力差ΔPd。
接着，在步骤11中，通过目标轨道计算单元102，计算在机器人手臂101的手尖支承构件42和支承面90之间起作用的力的目标值(目标力矢量)Fd。
接着，在步骤12中，用第二运算部81计算出作为在手尖支承构件42和支承面90之间起作用的力的目标值(目标力矢量)Fd和当前的力F之差的力的误差Fe。
接着，在步骤13中，就位置及力控制方向选择单元43而言，从力的误差Fe仅抽取进行力控制的方向的成分，输出将进行位置控制的方向的成分收敛为0后的力的矫正误差Fex。
接着，在步骤14中，从力的矫正误差Fex计算出力误差矫正输出(力误差补偿单元44中的处理)。作为力误差补偿单元44的具体例，考虑PID补偿器。在PID补偿器的情况下，在步骤14中，力的矫正误差Fex乘以比例增益得到的值、力的矫正误差Fex的微分值乘以微分增益得到的值、力的矫正误差Fex的积分值乘以积分增益得到的值这3个值的总值，成为力误差矫正输出uF。适当调整作为常数的对角矩阵的比例、微分、积分这3个增益，由此按照力误差收敛为0的方式使控制发挥作用。
接着，在步骤15中，通过对步骤2中计算得到的雅可比矩阵Jr的转置矩阵施以乘法运算，将力误差矫正输出uF从与平移力的误差有关的值变换成与各关节的转矩的误差有关的值(力误差矫正输出)ΔPτe(力-转矩变换单元45中的处理)。
接着，在步骤16中，由各压力传感器110计量的弹性体致动器25-1a、25-1b、25-2a、25-2b、25-3a、25-3b、25-4a、25-4b、25-5a、25-5b各自的内部压力值P被控制部109取入，被拮抗驱动的弹性体致动器25-1a、25-1b、25-2a、25-2b、25-3a、25-3b、25-4a、25-4b、25-5a、25-5b的内部压力间的当前压力差ΔP，由压力差计算单元104计算出。
接着，在步骤17中，用第三运算部82对步骤8中计算得到的位置误差矫正输出ΔPqe和步骤15中计算得到的力误差矫正输出ΔPτe加和而得到值ΔPτ，用第四运算部83对所述值ΔPτ和步骤10中算出的目标压力差ΔPd进行加和，并且用第四运算部83从加和值减去步骤16中计算得到的当前压力差ΔP，计算出压力差误差ΔPe。
接着，在步骤18中，由压力差误差ΔPe计算压力差矫正输出u(压力差误差补偿单元106中的处理)。作为压力差误差补偿单元106，例如考虑PID补偿器。
接着，在步骤19中，压力差矫正输出u通过机器人手臂101的控制计算机18的D/A板18a，分别作为电压指令值被提供给5端口流量控制电磁阀17-1、17-2、17-3、17-4、17-5、17-6，5端口流量控制电磁阀17-1、17-2、17-3、17-4、17-5、17-6通过分别改变弹性体致动器25-1a、25-1b、25-2a、25-2b、25-3a、25-3b、25-4a、25-4b、25-5a、25-5b内的压力，使得机器人手臂101的各关节轴19、20、21、22、23被驱动，产生各关节71、72、73、74、75的旋转运动，机器人手臂101进行动作。
以上的步骤1～步骤19作为控制的计算回路被反复执行，由此实现机器人手臂101的动作控制。
接着，对于机器人手臂101的实际动作，以使用电动驱动工具29通过机器人手臂101进行用于螺钉拧下的定位的情况为具体例，使用作为目标轨道生成单元102的处理步骤的流程图的图8、及作为机器人手臂101的动作说明图的图9进行说明。
在步骤A中，目标轨道生成单元102，输出待机位置及姿势矢量r0作为手尖位置及姿势目标矢量rd，输出下式的位置及力控制方向指令，进行全部方向的位置控制，机器人手臂101在待机位置停止(图9A)。
S＝[1，1，1]T
在这里，待机位置也是机器人手臂101的动作的基准位置，是机器人手臂101的手尖部的电动驱动工具29从可与对象物接触的动作位置避让的位置。
接着，在步骤B中，使成为目标的螺钉头91的位置及姿势矢量rs为下式时，
[rsx，rsy，rsz]T
从目标轨道生成单元102输出比螺钉头91的位置及姿势低任意尺寸d的下式位置，作为手尖位置及姿势目标矢量rd，
[rsx，rsy，rsz-d]T
从目标轨道生成单元102输出位置及力控制方向指令(下述的S)，成为全部方向的位置控制，机器人手臂101使其手尖部的电动驱动工具29向螺钉头91的位置及姿势矢量rs移动(图9B)。
S＝[1，1，1]T
需要说明的是，关于目标的螺钉头91的位置及姿势矢量rs，在知晓成为对象的物体的形状尺寸的情况(例如，知晓螺钉头91的位置的情况)下，例如事先在目标轨道生成单元102的内置存储器中加以存储，可以由目标轨道生成单元102进行设定。不过，不限于这样的例子，除此之外，在通过配置于螺钉头91的上方等处的摄像头所拍摄的图像识别等对螺钉头91的位置进行探索的情况下，根据由摄像头获得的图像识别信息，由目标轨道生成单元102进行设定即可。
接着，在步骤C中，由于以比螺钉头91的位置及姿势低尺寸d的位置为目标值，在与螺钉头91的位置相比靠近跟前(在螺钉头91的位置、和第一关节轴19相对于固定壁26的固定支承点(固定部)92之间且螺钉头91的位置的附近)的地点，发生手尖支承构件42和支承面90的接触。手尖支承构件42和支承面90的接触，可以通过力传感器51的输出的变化探测出。例如，当力传感器51的输出变化当中力传感器51的值为允许范围内时作为误差而忽略，当力传感器51的值在允许范围外时，可以从力传感器51输出其值表示进行接触。如此接触被力传感器51探测出，向目标轨道计算单元102输入时，将位置及力控制方向指令
S＝[1，1，0]T
(是指在x方向进行位置控制、在y方向进行位置控制、在z方向进行力控制的指令)从目标轨道计算单元102向位置及力控制方向选择单元43输出。于是，在位置及力控制方向选择单元43中，将z方向切换成力控制，根据下述的式(5)输出力的目标值(目标力矢量)Fd的z方向成分Fzd。
Fzd＝FL-Krxe...(rxe≥0)
Fzd＝FL...(rxe＜0)
(5)
其中，FL、K为常数，rxe为rxe＝rxd-rx，是x方向的位置误差。在这里，r＝[rx、ry、rz]T是手尖位置的当前值，是正运动学计算单元107的输出。另外，rd＝[rxd、ryd、rzd]T是手尖位置的目标值，是目标轨道生成单元102的输出。
根据式(5)，随着改锥头50向成为目标的螺钉头91的位置接近，力的目标值(目标力矢量)Fd的z方向成分Fzd增大，手尖支承构件42和支承面90的摩擦增大，机器人手臂101通过摩擦从支承面受到的阻力(摩擦力)，以制动器的形式起作用，由此机器人手臂101的手尖的活动被减速，发挥容易使其在螺钉头91的位置附近停止的效果，并且也发挥通过使手尖支承构件42抵压在支承面90上而使手尖位置稳定的效果(图9C)。在这里，Fzd的大小根据式(5)发生变化，且根据FL、K的决定方法发生变化。实际上在Fz＝FL时，按照成为机器人手臂101能稳定停止的值的方式以实验来决定FL的值，进而在误差大时，按照在Fzd＝FL-Krxe的条件下机器人手臂101足够顺畅地活动的方式，以实验来决定FL、K的值。
接着，在步骤D中，在目标轨道生成单元102中对机器人手臂101的手尖的速度|dr/dt|进行计算，在其小于所设定的阈值时，目标轨道生成单元102判断为机器人手臂的手尖能充分减速，使位置误差补偿单元103的x方向、y方向、z方向的增益降低至用于手尖姿势控制的增益值(图9D)。由于在增益值高时要到达到目标位置而超过手尖支承构件42的摩擦力会使手尖位置发生活动，所以用于手尖姿势控制的增益值是在不影响手尖姿势控制的情况下使手尖位置稳定停止的增益值，事先由实验来决定。
接着，在步骤E中，用目标轨道生成单元102来判断电动驱动工具29的改锥头50的前端是否能通过手尖的姿势(rθ、rψ)的控制来到螺钉头91位置、即是否在手尖的姿势(rθ、rψ)的可动范围内(图9E)。
在这里，rθ是俯仰角(pitch)，是改锥头50和xy平面所成的角。另外，rψ是偏摆(yaw)角，与第五关节75的关节角度相当。
另外，就是否为手尖的姿势(rθ、rψ)的可动范围内的判断而言，在知晓螺钉头91的位置的情况下，能够根据手尖位置及姿势矢量r，以几何学计算将改锥头50的前端位置算出，所以可以在目标轨道生成单元102中加以判断。在不知晓螺钉头91的位置的情况下，如前所述通过图像识别得到螺钉头91的位置。
当在步骤E中由目标轨道生成单元102判断为在可动范围内的情况下，移入步骤F，通过目标轨道生成单元102切换成进行手尖部的电动驱动工具29的改锥头50的姿势(rθ、rψ)的控制，通过手尖的姿势(rθ、rψ)的控制使电动驱动工具29的改锥头50的前端朝向螺钉头91的方向，伸出改锥头50时的到达预想位置为螺钉头91位置的、例如±0.5mm以内(值因成为对象的螺钉的大小等不同而不同，通过实验来决定。)之后，移入步骤I(图9D)。
另一方面，在步骤E中由目标轨道生成单元102判断为在可动范围外的情况下，移入步骤G，由目标轨道生成单元102将力的目标值(目标力矢量)Fd的z方向成分Fzd切换成比上述常数FL小的值Fs(考虑基于手尖支承构件42的摩擦力减小且能充分移动机器人手臂的手尖位置的小值，例如Fs＝0。)，由此减小手尖支承构件42和支承面90的摩擦，使作为手尖的电动驱动工具29的改锥头50容易移动，且使位置误差补偿单元103的x方向、y方向、z方向的增益恢复成进行步骤A的位置控制时的增益值，在极短的时间Δt期间(例如0.5sec)进行(rx、ry、rz)的控制即位置的控制，按照使手尖部的电动驱动工具29的改锥头50的前端接近螺钉头91的方式进行动作。
在步骤G之后，在步骤H中，经过Δt后，目标轨道生成单元102将力的目标值(目标力矢量)Fd的z方向成分Fzd从上述值Fs切换成上述常数FL，并且使位置误差补偿单元103的x方向、y方向、z方向的增益降低，返回到步骤E。
在步骤I中，通过在电动驱动工具29中内置的气动缸机构29B，改锥头50伸出(按照改锥头50的下端从电动驱动工具29的外壳进一步突出的方式进行移动)，将改锥头50的前端插入螺钉头91的螺钉槽(十字槽或一字槽等)(图9E)。
在步骤I之后，在步骤J中，用目标轨道生成单元102将力的目标值(目标力矢量)Fd的z方向成分Fzd切换成比上述常数FL小的值Fs(考虑为基于手尖支承构件42的摩擦力减小且能充分移动机器人手臂的手尖位置的小值，例如Fs＝0。)，由此减小手尖支承构件42和支承面90的摩擦，使作为手尖的电动驱动工具29的改锥头50容易移动，且使位置误差补偿单元103的x方向、y方向、z方向的增益恢复成进行步骤A的位置控制时的增益值，通过(rx、ry、rz、rθ、rψ)的控制、即位置和姿势的连动控制，按照改锥头50的轴向沿着螺钉的轴向的方式(换言之，按照改锥头50的轴向垂直于螺钉头90的下面(座面)的方式)，对作为手尖的电动驱动工具29的改锥头50的位置及姿势进行矫正(图9F)。
接着，在步骤K中，在目标轨道生成单元102中，将力的目标值(目标力矢量)Fd的z方向成分Fzd从上述值Fs切换成上述常数FL，增强手尖支承构件42对支承面90的按压，由此按照改锥头50的前端不从螺钉头91的螺钉槽脱离的方式进行保持。接着，使电动驱动工具29的改锥头50旋转，将螺钉头91从安装有螺钉的物体拧下。此时，事先通过实验来发现其以上的时间、即只要使螺钉旋转就会确实可靠地拧下螺钉的螺钉拧下所需的时间，只要按照以该螺钉拧下所需的时间对改锥头50进行驱动的方式来决定规定驱动时间，就可以将螺钉拧下。由此，在使规定时间改锥头50旋转(螺钉被拧下)后，移入步骤L。
接着，在步骤L中，从目标轨道生成单元102输出待机位置及姿势矢量r0作为手尖位置及姿势目标矢量rd，并且输出位置及力控制方向指令(下述式S)，全部方向恢复到位置控制，机器人手臂101向待机位置恢复而停止，完成一系列的作业(图9A)。
S＝[1，1，1]T
在图9A～图9F所示的动作中，各关节71～75及电动驱动工具29的动作的时序汇总于图12的图中。
以上，通过本发明的第一实施方式涉及的机器人手臂101，机器人手臂101的手腕部88附近的比手腕部88靠根部侧具备手尖支承构件42，且具备控制部(控制装置)109作为接触动作控制单元的一例，能用手尖支承构件42机械性支持机器人手臂101的手尖部，通过控制部109，按照使手尖支承构件42抵压在支承面90上的方式进行动作，由此可以使机器人手臂101的手尖的位置稳定。即，控制部109首先通过使手尖支承构件42与机器人手臂101的支承面90接触以对机器人手臂101的手尖部进行支承，然后，对机器人手臂101的手尖部的位置及姿势进行控制，按照使机器人手臂101进行目标规定作业的方式进行控制。另外，利用控制部109进行接触动作控制，对手尖支承构件42和支承面90之间的摩擦进行控制，由此能使手尖动作急剧减速，能以更短的时间到达目标位置。进而，手尖支承构件42可以只需与支承面90相接即可，由于是没有必要将对象物包围或包入的构造，所以不限于特定的作业，可以用于大量作业。另外，手尖支承构件42配设在手腕部88附近的比手腕部88靠根部侧，将手尖支承构件42抵压在支承面90上，所以与将肘部(第三关节73的部分)抵压在支承面90上的情况相比，手尖支承构件42到手尖的距离缩短(换言之，与肘部到手尖的距离相比，配置有手尖支承构件42的手腕部88到手尖的距离更短)。为此，与将肘部(第三关节73的部分)抵压到支承面90上的情况相比，如上述实施方式所示将手腕部88的手尖支承构件42抵压在支承面90上的情况更能稳定动作，另外，与手尖支承构件42相比在手尖侧存在手腕部88的自由度，所以可以边通过手尖支承构件42使手尖稳定，边使用手腕部88的自由度改变手尖的姿势，可以扩大作业的应用范围。
通过以上的效果，即便是通过气动人工肌肉等弹性体致动器25-1a、25-1b、25-2a、25-2b、25-3a、25-3b、25-4a、25-4b、25-5a、25-5b驱动的机器人手臂101，也可以进行高速且位置控制精度高的动作，可以通用性地实现装配等需要精度的作业、或螺钉的轴向未恒定排列的装配构造物95的分解等作业，可以提供柔软且具有本质上的安全性同时精度高的机器人、即机器人手臂及其控制装置。
(第二实施方式)
图13是表示本发明的第二实施方式中的机器人手臂101A的构造的图。图13的机器人手臂101A，其与第一实施方式的不同点在于以下记述的构成部分，其他部分与第一实施方式一样，关于共用的构成部分，附加与第一实施方式相同的符号，并省略详细说明。
在图13中，手尖支承构件42A，包括一对轮子46、以自由旋转的方式支承固定一对轮子46的车轴的车轴支承机构47、和车轴上连结有旋转轴且对一对轮子46进行正反旋转驱动的轮子驱动马达48。轮子46不限于一对，只要可以稳定支承，可以是1个轮子。车轴支承机构47优选借助力传感器51固定于第二臂28，由此优选：通过力传感器51对力进行检测，并对车轴支承机构47和支承面90接触的力进行控制，从而防止将一对轮子46过度抵压在支承面90上而防碍到顺畅行走。
另外，图14是表示第二实施方式中的机器人手臂101A的控制部109A的构成的框图。在图14中，49是轮子驱动马达控制单元。轮子驱动马达控制单元49，根据来自目标轨道生成单元102的指令，用轮子驱动马达48对手尖支承构件42A的一对轮子46进行正反旋转驱动。
接着，使用图15的流程图对第二实施方式涉及的机器人手臂101A的动作进行说明。就第二实施方式涉及的机器人手臂101A的动作而言，以下记述的步骤与第一实施方式不同，其他步骤与第一实施方式一样，关于共用的步骤，附加与第一实施方式相同的符号，省略详细说明。
在代替步骤C的步骤C2中，对手尖支承构件42的轮子驱动马达48施加逆电动势，产生轮子46的旋转阻力所致的制动效果，由此对机器人手臂101A的手尖的急剧减速进行辅助(与图9C对应的图16A)。
在代替步骤G的步骤G2中，对手尖支承构件42A的轮子驱动马达48进行驱动，使轮子46旋转，由此对机器人手臂101A的手尖的移动进行辅助。
在代替步骤J的步骤J2中，对手尖支承构件42A的轮子驱动马达48进行驱动，使轮子46旋转，由此对机器人手臂101A的手尖的移动进行辅助(与图9F对应的图16B)。
以上，通过第二实施方式涉及的机器人手臂101A，机器人手臂101A的手腕部88附近的比手腕部88靠根部侧具备由轮子46、车轴支承机构47和轮子驱动马达48构成的手尖支承构件42A，由此通过轮子46的驱动来辅助手尖的急剧减速或沿着支承面90的移动，可以更高速且高精度地进行动作。特别是通过轮子46的动作特性，在进行直线性活动的作业中是有效的。
(第三实施方式)
图17是表示本发明的第三实施方式中的机器人手臂101B的构造的图。图17的机器人手臂101B，其与第一实施方式的不同点在于以下记述的构成部分，其他部分与第一实施方式一样，关于共用的构成部分，附加与第一实施方式相同的符号，并省略详细说明。
在图17～图19B中，手尖支承构件42B具备3根支承脚52a、52b、52c，在配设于机器人手臂101B的手尖部的电动驱动工具29的周围，配设有3根支承脚52a、52b、52c。在图17及图19A及图19B中，为了简单而平面性地描绘支承脚52a、52b、52c的配置，但实际上支承脚52a、52b、52c如作为从箭头Y方向观察手尖支承构件42B得到的图的图18所示，在圆周上为3等分配置。手尖支承构件42B优选通过借助力传感器51固定于第二臂28，用力传感器51对力进行检测，而对手尖支承构件42B和支承面90接触的力进行控制。
在支承脚52a、52b、52c上配设有支承脚弹簧53a、53b、53c及支承脚驱动人工肌肉54a、54B、54c。支承脚驱动人工肌肉54a、54B、54c的上端固定于在手尖支承构件42B的上端固定的固定板52d。支承脚驱动人工肌肉54a、54B、54c的下端分别与支承脚52a、52b、52c的上端连结。支承脚52a、52b、52c的上部的小直径部以沿轴向自由移动的方式贯通在手尖支承构件42B的侧部固定的3根导向筒52e内。在导向筒52e和支承脚52a、52b、52c的下部的大直径部之间，压缩安装有支承脚弹簧53a、53b、53c。由此，升高气压使支承脚驱动人工肌肉54a、54B、54c收缩，由此支承脚52a、52b、52c向固定板52d侧收缩(上升)，降低气压使支承脚驱动人工肌肉54a、54B、54c伸展，由此通过支承脚弹簧53a、53b、53c的力而支承脚52a、52b、52c相对于固定板52d侧伸展(下降)。对支承脚驱动人工肌肉54a、54B、54c的驱动进行独立控制，以分别对3根支承脚52a、52b、52c的收缩量进行控制，由此如图19A及图19B所示，由此可以使改锥头59的姿势(改锥头59的轴向的倾斜角度)发生变化，例如步骤的手尖的姿势的动作成为可能。具体而言，在螺钉向装配构造物的上面倾斜拧入时，螺钉相对于装配构造物的上面，按照使改锥头59的轴向和螺钉的轴向一致的方式对3根支承脚52a、52b、52c的收缩量进行控制，能通过改锥头59使螺钉确实可靠地旋转。
需要说明的是，作为一例，支承脚驱动人工肌肉54a、54B、54c，分别与构成上述各弹性体致动器的气动人工肌肉25一样，从气压源15经过气压调整组件16及5端口流量控制电磁阀17分别对驱动进行控制，由此可以进行上述的动作控制。
根据本发明的第三实施方式涉及的手尖支承构件42的构成，通过支承脚52a、52b、52c的轻微伸缩运动，使电动驱动工具29的姿势较大变化，所以能够高速地进行姿势控制。
需要说明的是，在第三实施方式中，配置有3根支承脚52a、52b、52c，但不限于此，可以由至少2根可以伸缩的支承脚构成。
(第四实施方式)
图20是表示本发明的第四实施方式中的机器人手臂101C的构造的图。图20的机器人手臂101C，其与第一实施方式的不同点在于以下记述的构成部分，其他部分与第一实施方式一样，关于共用的构成部分，附加与第一实施方式相同的符号，并省略详细说明。
在图20中，手尖支承构件42C由球脚轮401构成。球脚轮401的构造如图21所示，在球脚轮401的外壳401c的下部内收纳的球体的主球402与支承面90接地时，在配置于外壳401c的下部并覆盖主球402的下面周围的制动块403和主球402之间产生微小的间隙。其结果，在外壳401c的中间部的内部并在托座406和主球402之间分别以自由旋转的方式配置的与主球402的上部接触的多个子球404进行滚动，由此主球402可以无摩擦地顺畅滚动。另一方面，向外壳401c上端的加压孔405供给高压空气时，在外壳401c内托座406向图21的Y方向移动，由此主球402被压向制动块403而对主球402施以制动，对主球402的滚动产生阻力。作为向加压孔405供给高压空气的机构，例如与气动人工肌肉25一样，从气压源15经过气压调整组件16及5端口流量控制电磁阀17对驱动分别控制，由此可以进行上述的动作控制。
根据第四实施方式涉及的机器人手臂101c，通过具备由球脚轮401构成的手尖支承构件42C，在手尖部被手尖支承构件42C支承的同时，利用主球402的制动效果可使手尖部急剧减速，能更高速进行高精度动作。
在第四实施方式涉及的球脚轮401构成的手尖支承构件42C中，与第二实施方式涉及的轮子形式的手尖支承构件42A相比，具有相对于沿着支承面90的表面的相互正交的xy轴的2维方向的活动发挥上述效果的特征。即便是该第四实施方式涉及的机器人手臂101B，也可以发挥与上述其他实施方式一样的作用效果。
(第五实施方式)
图22是表示本发明的第五实施方式中的机器人手臂101D的构造的图。图22的机器人手臂101D，其与第一实施方式的不同点在于以下记述的构成部分，其他部分与第一实施方式一样，关于共用的构成部分，附加与第一实施方式相同的符号，并省略详细说明。
在图22中，手尖支承构件42D由基于橡胶等弹性体的吸盘410构成。通过使吸盘410内侧为负压，吸盘410吸附于作为支承面90的地板面，可以对机器人手臂101D的手尖部进行固定。另一方面，通过使吸盘410内侧为正压，吸盘410解除吸附，相对于作为支承面90的地板面而上浮，机器人手臂101D的手尖部的移动变得容易等，可以作为手尖支承构件42D进行动作。
图26表示用于将作为手尖支承构件42的例子的吸盘410的内侧控制为负压或正压的气动系统。图26中仅记载了对吸盘410进行控制所需的部分，对上述弹性体致动器进行驱动的部分与第一实施方式一样，所以省略。
601是能与气压调整组件16连通且用于使吸盘410内侧的空间为正压的第一双端口流量比例阀，602是能与气压调整组件16连通且用于使吸盘410内侧的空间为负压的第二双端口流量比例阀。603是与第二双端口流量比例阀602连接且使其成为真空的喷射器，604是与喷射器603连接的消声器，605是对喷射器603、第一双端口流量比例阀601和吸盘410内侧的空间进行连接的配管。
使第一双端口流量比例阀601为关闭状态，使第二双端口流量比例阀602为开放状态时，向喷射器603供给加压空气。如此向喷射器603供给加压空气时，在加压空气通过消声器604向大气中释放时，通过喷射器603的效果而配管605侧成为负压，吸盘410内侧的空间也成为负压。
另一方面，使第一双端口流量比例阀601为开放状态，使第二双端口流量比例阀602为关闭状态时，加压空气经由配管605被提供给吸盘410的内侧，吸盘410内侧的空间成为正压。
进而，通过对第一及第二双端口流量比例阀601、602的开度分别进行控制，可以控制吸盘410产生的吸附力及上浮力。
(第六实施方式)
图23是表示本发明的第六实施方式中的机器人手臂101E的构造的图。图23的机器人手臂101E，其与第一实施方式的不同点在于以下记述的构成部分，其他部分与第一实施方式一样，关于共用的构成部分，附加与第一实施方式相同的符号，并省略详细说明。
在图23中，手尖支承构件42E由包含线圈420和铁心421的电磁铁构成。通过使用永久磁铁作为在支承面90上载置的接地构件422，在线圈420有电流流过时，产生磁力，铁心421与接地构件422相吸，可以对机器人手臂101E的手尖部进行固定。另一方面，在线圈420有与上述相反向的电流流过时，铁心421与接地构件422相斥，铁心421从接地构件422上浮，机器人手臂101E的手尖部的移动变得容易等，可以作为手尖支承构件42E进行动作。
需要说明的是，在使用铁等作为接地构件422的情况下，通过使线圈420有电流流过，可以仅进行吸附动作。
(参考例)
图24是表示参考例中的机器人手臂101F的构造的图。图24的机器人手臂101F，其与第一实施方式的不同点在于以下记述的构成部分，其他部分与第一实施方式一样，关于共用的构成部分，附加与第一实施方式相同的符号，并省略详细说明。
在第一实施方式中，手尖支承构件42借助力传感器51向第二臂28的前端侧的下方突出而被固定，在该参考例中，手尖支承构件42借助力传感器51向第一臂27的前端侧的下方突出而被固定。即，手尖支承构件42不限于向第二臂28的前端侧的下方突出而被固定，也可以配设在机器人手臂101的从固定支承点92起第二个关节(例如，第三关节73、或第四关节74、或第五关节)以后的联杆上。通过如此构成，可以利用手尖支承构件42确实可靠地支承机器人手臂101的手尖部。
(变形例)
需要说明的是，在上述的各自的实施方式中，以螺钉拧紧作业或螺钉取下作业为例进行了说明，但不限于此，也可以用于部件插入作业等对精度有要求的其他装配作业或焊接作业，可以发挥相同的效果。
另外，在上述第二实施方式中，设置了轮子驱动马达48，但不限于此，也可以不使用马达而设置制动机构。在制动机构的情况下，通过制动器的ON、OFF，可以对轮子46和支承面90的摩擦进行控制，通过不搭载马达而使构造简单。
另外，在上述第二实施方式中，设置了轮子46，但不限于此，也可以设置球面轴承。在轮子46的情况，可以仅实现仅在轮子46能旋转的方向上可以直线移动，但通过球面轴承可以实现二维移动，可以增加移动的自由度。
另外，除了轮子46之外，在基于气压的吸附及上浮机构或支承面90由磁性材料构成的情况下，即便利用基于磁性的吸附及上浮机构，也可以发挥相同的效果。
另外，支承面90在部分附图中作为对机器人手臂进行固定的固定壁或与固定部26相同的构件或物体示出，但并不限于此，也可以为与固定壁或固定部26不同的构件或物体的表面。
需要说明的是，力传感器51不限于配置在手尖支承构件和机器人手臂的臂之间，也可以配置在臂的内部。
需要说明的是，在第二实施方式以后的实施方式或变形例中，除了这些构成特有的作用效果之外，在与各自的实施方式或变形例的构成不矛盾的范围内能发挥与第一实施方式一样的作用效果是不言而喻的
需要说明的是，通过适当组合上述各方式、实施方式、或变形例当中的任意方式、实施方式、或变形例，都可以发挥各自具有的效果。
【产业上的利用可能性】
本发明的机器人、机器人手臂的控制装置及机器人手臂的控制程序，有效用于在工场内或家庭内与人共存且进行作业支援的机器人、机器人手臂的控制装置及机器人手臂的控制程序。
本发明参照附图对优选的实施方式进行了充分记述，但对于熟悉该技术的人来说，自然会进行各种变形或修正。这样的变形或修正只要未超出基于技术方案的本发明的范围，就应理解为被本发明所包含。

Claims (14)

1.一种机器人，其中，具备： 
机器人手臂，其由弹性体致动器进行驱动且具有多个关节； 
手尖支承构件，其配设在所述机器人手臂的手腕部附近、比所述手腕部靠根部一侧，且通过与所述机器人手臂的支承面接触来支承所述机器人手臂的手尖部；和 
控制部，其对所述机器人手臂的所述手尖部的位置及姿势进行控制，且对所述手尖支承构件和所述支承面接触的力进行控制； 
所述控制部， 
(i)按照使所述手尖支承构件抵压在所述支承面上的方式进行力控制而使所述机器人手臂的所述手尖部的位置停止后，对所述手尖部的姿势进行控制， 
(ii)以与使所述手尖部的姿势活动情况下的力控制相比更小的抵压力进行力控制而使所述手尖部的位置活动。 
2.如权利要求1所述的机器人，其中， 
所述手尖支承构件具有至少2根可以伸缩的支承脚， 
通过对所述至少2根可以伸缩的支承脚的长度进行控制，而对所述机器人手臂的所述手尖部的姿势进行控制。 
3.如权利要求1所述的机器人，其中， 
所述手尖支承构件，由相对于所述支承面能通过气压进行吸附或解除吸附的弹性体的吸盘构成，能够对所述吸盘和所述支承面的摩擦进行控制。 
4.如权利要求1所述的机器人，其中， 
所述手尖支承构件，由能通过磁力对所述支承面进行吸附或解除吸附的电磁铁构成，对所述电磁铁和所述支承面的摩擦进行控制。 
5.如权利要求1所述的机器人，其中， 
所述手尖支承构件，由具有制动器的球脚轮构成，对所述球脚轮和所述支承面的摩擦进行控制。 
6.如权利要求1所述的机器人，其中， 
所述手尖支承构件，由具有制动器的轮子构成，按不同方向对所述轮子和所述支承面的摩擦进行控制。 
7.如权利要求1所述的机器人，其中， 
所述机器人手臂具有3个以上的所述关节，所述手尖支承构件配设于所述机器人手臂的从固定部起第二个关节以后的联杆上。 
8.如权利要求7所述的机器人，其中， 
所述机器人手臂，在与配设了所述手尖支承构件的位置相比靠手尖部一侧还设置具有决定所述手尖部姿势的自由度的关节。 
9.一种机器人，其中，具备： 
机器人手臂，其由弹性体致动器进行驱动且具有多个关节； 
手尖支承构件，其配设在所述机器人手臂的手腕部附近、比所述手腕部靠根部一侧，且通过与所述机器人手臂的支承面接触来支承所述机器人手臂的手尖部；和 
控制部，其对所述手尖支承构件和所述支承面接触的力进行控制，且对所述机器人手臂的所述手尖部的位置及姿势进行控制， 
所述控制部控制成：利用所述手尖支承构件和所述支承面的接触而产生的摩擦使所述机器人手臂的手尖速度减速。 
10.如权利要求1～9中任意一项所述的机器人，其中， 
所述控制部，在通过使所述手尖支承构件与所述机器人手臂的支承面接触而对所述机器人手臂的所述手尖部进行支承之后，对所述机器人手臂的所述手尖部的位置及姿势进行控制。 
11.一种机器人手臂的控制装置，其中， 
机器人手臂由弹性体致动器进行驱动且具有多个关节，配置在所述机器人手臂的手腕部附近的、比所述手腕部靠根部一侧的手尖支承构件与支承面接触，而对所述机器人手臂的手尖部进行支承， 
在对所述机器人手臂的所述手尖部的位置及姿势进行控制的同时，对所述手尖支承构件和所述支承面接触的力进行控制， 
(i)按照使所述手尖支承构件抵压在所述支承面上的方式进行力控制而使所述机器人手臂的所述手尖部的位置停止后，对所述手尖部的姿势进行控制， 
(ii)以与使所述手尖部的姿势活动情况下的力控制相比更小的抵压力进行力控制而使所述手尖部的位置活动。 
12.一种机器人手臂的控制方法，其中， 
机器人手臂由弹性体致动器进行驱动且具有多个关节，配置在所述机器人手臂的手腕部附近的、比所述手腕部靠根部一侧的手尖支承构件与支承面接触，而对所述机器人手臂的手尖部进行支承， 
所述控制方法，通过程序使计算机执行：在对所述机器人手臂的所述手尖部的位置及姿势进行控制的同时，对所述手尖支承构件和所述支承面接触的力进行控制， 
(i)按照使所述手尖支承构件抵压在所述支承面上的方式进行力控制而使所述机器人手臂的所述手尖部的位置停止后，对所述手尖部的姿势进行控制， 
(ii)以与使所述手尖部的姿势活动情况下的力控制相比更小的抵压力进行力控制而使所述手尖部的位置活动。 
13.如权利要求1所述的机器人，其中， 
具备目标轨道生成单元，其生成所述手尖部的位置及姿势的信息，所述手尖部的位置及姿势的信息用于对所述控制部输出进行所述手尖部的位置及姿势的控制的指令， 
所述目标轨道生成单元判断生成的手尖部的姿势是否在规定的可动范围内，一方面，如果所述生成的手尖部的姿势在所述规定的可动范围内，则向所述控制部输出用于进行所述手尖部的姿势的控制的指令，另一方面，如果所述生成的手尖部的姿势在所述规定的可动范围外，则向所述控制部输出用于进行所述手尖部的位置的控制的指令。 
14.如权利要求1所述的机器人，其中， 
在使所述机器人手臂的所述手尖部的位置停止且使所述手尖部的姿势活动的情况下，按照使所述手尖支承构件抵压在所述支承面上的方式进行力控制，并且，减小使所述手尖部的姿势活动情况下的所述手尖部的位置的位置控制增益以使其低于使所述手尖部的姿势活动情况以外的情况下的所述手尖部的位置的位置控制增益，而使位置控制刚性降低。 
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