CN102686366B - 主从机器人的控制装置及主从机器人的控制装置的控制方法 - Google Patents

主从机器人的控制装置及主从机器人的控制装置的控制方法 Download PDF

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Abstract

在主从机器人的控制装置中,设置通过力信息和速度信息中的任一个以上的信息来检测对力信息进行修正的部位的力修正部位检测部、和对通过力修正部位检测部检测出的作为力修正部位的部位的力信息进行修正的力修正部,由此,将施加给从属机械手(32)的小外力增大后向主机械手(9)传递,或将施加给主机械手(9)的过度的操作力减少后向从属机械手(32)传递。

Description

主从机器人的控制装置及主从机器人的控制装置的控制方法
技术领域
本发明例如涉及用于生成及示教机器人臂主从机器人的动作的主从机器人的控制装置及主从机器人的控制装置的控制方法。
背景技术
近年来,在制造现场,由于多品种少量生产而频繁地产生模型更换。在单体生产盛行的近年来的制造现场中,为了通过机器人来实现螺纹紧固作业或部件的嵌合作业、安装作业、柔性基板等的插入作业、研磨作业等的自动化,而需要灵活地应对多种多样的部件或作业次序。而且,柔性基板的插入作业等那样处理柔软物的作业等的作业复杂,依然以人手为中心进行。这种以人手为中心进行的作业极其需要通过机器人实现自动化。
因此,使用了如下方法,即:使用示教悬吊物或程序设计,对机器人示教作业。然而,当利用这些方法进行示教时,存在示教工时大量增加这样的问题。为了消除该问题,而使用如下方法,即:直接接触机器人进行示教的直接示教、或使用由人操作的机器人(主)与实际作业的机器人(从属)分开的机器人即主从机器人的控制装置来简单地进行示教。
作为直接示教的一例,已知有在机器人的手腕等安装力传感器,示教者直接把持先于力传感器安装的把手将机器人向示教点引导,来进行机器人的位置的示教(参照专利文献1)。
另外,作为使用主从机器人的控制装置来简单地进行示教的方法的一例,使用如下方法,即:使用将通过从属机械手取得的力向主机械手反馈而人能够感受向从属机械手施加的力的主从机器人的控制装置来进行示教(参照专利文献2、3、4)。
作为使用了主从机器人的控制装置的示教方法的一例,存在人把持主机械手使其动作,而向主机械手示教的情况。并且,使用如下方法,即:基于向主机械手示教的信息,扩大或缩小示教点间的距离,由此向与主机械手存在较大不同的从属机械手进行示教(参照专利文献5)。
【在先技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本特开昭59-157715号公报
【专利文献2】日本特开2002-59380号公报
【专利文献3】日本特开平8-281573号公报
【专利文献4】日本特开平1-34686号公报
【专利文献5】日本特开平5-204440号公报
发明内容
【发明要解决的课题】
然而,在专利文献1中,由于将机器人取得的力向人进行物理性反馈,因此无法使传递给人的力的大小发生变化。因此,例如在进行柔性基板的插入作业时,在部件或作业次序改变而柔性基板的刚性进一步下降时,或机器人把持柔性基板的位置从基板的前端进一步远离时等,机器人取得的力的大小变小,因此传递给人的力的大小也变小,从而导致作业时间大幅增加。
在此,关于柔性基板的插入作业,以下表示了使用直接示教,由人来感受传递给机器人的力并同时进行插入作业的结果。此时,改变机器人把持的柔性基板的把持位置而进行作业,由此通过实验来验证因把持位置的变更而作业时间如何变化。在图29A~图29C中,人手101直接接触对柔性基板104进行把持的机械手105,来进行向连接器106的插入作业。图29A表示把持位置距插入侧的端缘104a为5mm的情况,图29B表示把持位置距插入侧的端缘104a为10mm的情况。图29C表示柔性基板104向连接器106插入的插入作业的作业次序。把持位置为5mm时的实验结果如图30所示,把持位置为10mm时的实验结果如图31所示。图30及图31中的实线表示柔性基板104与连接器106碰触时的力的大小,虚线表示机械手105的手指尖的速度。图30及图31的横轴表示实验时间(ms),以实验开始时间为0ms而表示到实验结束的时间。图30及图31的左纵轴表示柔性基板104与连接器106发生了碰触时的力的大小(N),图30及图31的右纵轴表示机械手105的手指尖的速度(mm/ms)。在图30及图31的图形中描绘的图表示柔性基板104的向连接器106的插入状况,表示在图形的横轴所示的实验时间内相对于连接器106而柔性基板104处于何种状况。而且,图30及图31中的参照符号A表示柔性基板104与连接器106的入口发生碰触而插入开始的状态,参照符号B表示柔性基板104与连接器106的内部发生碰触而插入完成的状态。对图30及图31的A进行比较可知,图31的A的时间更长,对图30及图31的B进行比较可知,图31的B的力更小。由此能够确认与把持位置为5mm的情况相比,把持位置为10mm的情况下的插入所需的时间变长,得到的力的大小变小,插入作业变得困难。
另外,在专利文献2、3、4中,可以使用主从机器人的控制装置,使传递给人的力的大小变化,但是在同一作业内,在任何工序中,都同样地使力的大小变化,因此无法明确区分力的强弱。因此,作业中的力的强弱不能明确地传递给操作者,即便使力的大小变化,也不能缩短作业时间。
此外,在柔性基板的插入作业等那样处理柔软物的作业中,还存在若施加过度的力则基板等会发生破损这样的课题。
在专利文献5中,进行使用了主从机器人的控制装置的示教,但这是仅使用了位置信息的示教,未使用力信息,无法将在作业中从外部向从属机械手施加的力传递给把持主机械手的人手。
本发明鉴于这样的课题而作出,目的在于提供一种即便是部件或作业次序改变,操作者也能简单地在短时间内进行不使对象物发生破损的作业的主从机器人的控制装置及主从机器人的控制装置的控制方法。
【用于解决课题的手段】
为了实现上述目的,本发明如下所述构成。
根据本发明的第一形态,提供一种主从机器人的控制装置,该主从机器人具备从属机械手和主机械手,该从属机械手把持对象物,与被对象物接触并进行作业,人经由该主机械手而远程操作所述从属机械手,所述主从机器人的控制装置具备:
力信息取得部,其取得从外部向所述从属机械手施加的力信息;
力修正部位检测部,其根据所述力信息取得部取得的力信息,检测所述力信息中的需要修正的区间的信息即力修正部位;
力修正部,其对所述力修正部位检测部检测到的区间的所述力信息进行修正;
力传递部,其将来自所述力修正部的力信息向所述主机械手传递;
主控制部,在所述人基于来自所述力传递部的力信息来操作所述主机械手时,该主控制部控制所述主机械手的操作信息;
从属控制部,其与所述从属机械手和所述主控制部连接,并输出将从所述主控制部发送的所述主机械手的操作信息向所述从属机械手传递的控制信号,并且,
还具备取得所述从属机械手的手指尖部的速度信息的速度信息取得部,
所述力修正部位检测部通过所述速度信息取得部取得的速度信息,检测对所述力信息进行修正的区间。
根据本发明的第二形态,提供一种主从机器人的控制装置,该主从机器人具备从属机械手和主机械手,该从属机械手把持对象物,与被对象物接触并进行作业,人经由该主机械手而远程操作所述从属机械手,所述主从机器人的控制装置具备:
主力信息取得部,其取得所述人向所述主机械手施加的力信息;
从属力修正部位检测部,其根据所述主力信息取得部取得的力信息,检测所述力信息中的需要修正的区间的信息即力修正部位;
从属力修正部,其对所述从属力修正部位检测部检测到的区间的所述力信息进行修正;
从属力传递部,其将来自所述从属力修正部的力信息向所述从属机械手传递;
主控制部,在所述人基于来自所述从属力传递部的力信息来操作所述主机械手时,该主控制部控制所述主机械手的操作信息;
从属控制部,其与所述从属机械手和所述主控制部连接,并输出将从所述主控制部发送的所述主机械手的操作信息向所述从属机械手传递的控制信号,并且,
还具备取得所述从属机械手的手指尖部的速度信息的速度信息取得部,
所述从属力修正部位检测部通过所述速度信息取得部取得的速度信息,检测对所述力信息进行修正的区间。
根据本发明的第八形态,提供一种主从机器人的控制装置,该主从机器人具备从属机械手和主机械手,该从属机械手把持对象物,与被对象物接触并进行作业,人经由该主机械手而远程操作所述从属机械手,所述主从机器人的控制装置具备:
力信息取得部,其取得从外部向所述从属机械手施加的力信息;
力修正部位检测部,其根据所述力信息取得部取得的力信息,检测所述力信息中的需要修正的区间的信息即力修正部位;
力修正部,其对所述力修正部位检测部检测到的区间的所述力信息进行修正;
力传递部,其将来自所述力修正部的力信息向所述主机械手传递;
主控制部,在所述人基于来自所述力传递部的力信息来操作所述主机械手时,该主控制部控制所述主机械手的操作信息;
从属控制部,其与所述从属机械手和所述主控制部连接,并输出将从所述主控制部发送的所述主机械手的操作信息向所述从属机械手传递的控制信号,并且,
还具备力修正方法选择部,该力修正方法选择部在所述力修正部对力进行修正时,选择“对象物把持位置信息”、“对象物柔软度信息”、“主把持位置信息”中的任一个信息,
所述力修正部通过所述力修正方法选择部选择的力修正方法,修正所述力信息。
根据本发明的第九形态,提供一种主从机器人的控制装置,该主从机器人具备从属机械手和主机械手,该从属机械手把持对象物,与被对象物接触并进行作业,人经由该主机械手而远程操作所述从属机械手,所述主从机器人的控制装置具备:
主力信息取得部,其取得所述人向所述主机械手施加的力信息;
从属力修正部位检测部,其根据所述主力信息取得部取得的力信息,检测所述力信息中的需要修正的区间的信息即力修正部位;
从属力修正部,其对所述从属力修正部位检测部检测到的区间的所述力信息进行修正;
从属力传递部,其将来自所述从属力修正部的力信息向所述从属机械手传递;
主控制部,在所述人基于来自所述从属力传递部的力信息来操作所述主机械手时,该主控制部控制所述主机械手的操作信息;
从属控制部,其与所述从属机械手和所述主控制部连接,并输出将从所述主控制部发送的所述主机械手的操作信息向所述从属机械手传递的控制信号,并且,
还具备力修正方法选择部,该力修正方法选择部在所述从属力修正部对力进行修正时,选择“对象物把持位置信息”、“对象物柔软度信息”、“主把持位置信息”中的任一个信息,
所述从属力修正部通过所述力修正方法选择部选择的力修正方法,修正所述力信息。
根据本发明的第十三形态,提供一种主从机器人的控制装置的控制方法,该主从机器人具备从属机械手和主机械手,该从属机械手把持对象物,与被对象物接触并进行作业,人经由该主机械手而远程操作所述从属机械手,在所述主从机器人的控制装置的控制方法中,
通过力信息取得部取得从外部向所述从属机械手施加的力信息,
根据所述力信息取得部取得的力信息,通过力修正部位检测部检测所述力信息中的需要修正的区间的信息即力修正部位,
通过力修正部对所述力修正部位检测部检测到的区间的所述力信息进行修正,
通过力传递部将来自所述力修正部的力信息向所述主机械手传递,
在所述人基于来自所述力传递部的力信息来操作所述主机械手时,通过主控制部控制所述主机械手的操作信息,
通过与所述从属机械手和所述主控制部连接的从属控制部输出将从所述主控制部发送的所述主机械手的操作信息向所述从属机械手传递的控制信号,
通过速度信息取得部取得所述从属机械手的手指尖部的速度信息,
所述力修正部位检测部在检测所述力修正部位时,通过所述速度信息取得部取得的速度信息,检测对所述力信息进行修正的区间。
根据本发明的第十四形态,提供一种主从机器人的控制装置的控制方法,该主从机器人具备从属机械手和主机械手,该从属机械手把持对象物,与被对象物接触并进行作业,人经由该主机械手而远程操作所述从属机械手,在所述主从机器人的控制装置的控制方法中,
通过主力信息取得部取得所述人向所述主机械手施加的力信息,
根据所述主力信息取得部取得的力信息,通过从属力修正部位检测部检测所述力信息中的需要修正的区间的信息即力修正部位,
通过从属力修正部对所述从属力修正部位检测部检测到的区间的所述力信息进行修正,
通过从属力传递部将来自所述从属力修正部的力信息向所述从属机械手传递,
在所述人基于来自所述从属力传递部的力信息来操作所述主机械手时,通过主控制部控制所述主机械手的操作信息,
通过与所述从属机械手和所述主控制部连接的从属控制部输出将从所述主控制部发送的所述主机械手的操作信息向所述从属机械手传递的控制信号,
通过速度信息取得部取得所述从属机械手的手指尖部的速度信息,
所述从属力修正部位检测部在检测所述力修正部位时,通过所述速度信息取得部取得的速度信息,检测对所述力信息进行修正的区间。
根据本发明的第十五形态,提供一种主从机器人的控制装置的控制方法,该主从机器人具备从属机械手和主机械手,该从属机械手把持对象物,与被对象物接触并进行作业,人经由该主机械手而远程操作所述从属机械手,在所述主从机器人的控制装置的控制方法中,
通过力信息取得部取得从外部向所述从属机械手施加的力信息,
根据所述力信息取得部取得的力信息,通过力修正部位检测部检测所述力信息中的需要修正的区间的信息即力修正部位,
通过力修正部对所述力修正部位检测部检测到的区间的所述力信息进行修正,
通过力传递部将来自所述力修正部的力信息向所述主机械手传递,
在所述人基于来自所述力传递部的力信息来操作所述主机械手时,通过主控制部控制所述主机械手的操作信息,
通过与所述从属机械手和所述主控制部连接的从属控制部输出将从所述主控制部发送的所述主机械手的操作信息向所述从属机械手传递的控制信号,
在所述力修正部对力进行修正时,通过力修正方法选择部选择“对象物把持位置信息”、“对象物柔软度信息”、“主把持位置信息”中的任一个信息,
所述力修正部在进行所述修正时,通过所述力修正方法选择部选择的力修正方法,修正所述力信息。
根据本发明的第十六形态,提供一种主从机器人的控制装置的控制方法,该主从机器人具备从属机械手和主机械手,该从属机械手把持对象物,与被对象物接触并进行作业,人经由该主机械手而远程操作所述从属机械手,在所述主从机器人的控制装置的控制方法中,
通过主力信息取得部取得所述人向所述主机械手施加的力信息,
根据所述主力信息取得部取得的力信息,通过从属力修正部位检测部检测所述力信息中的需要修正的区间的信息即力修正部位,
通过从属力修正部对所述从属力修正部位检测部检测到的区间的所述力信息进行修正,
通过从属力传递部将来自所述从属力修正部的力信息向所述从属机械手传递,
在所述人基于来自所述从属力传递部的力信息来操作所述主机械手时,通过主控制部控制所述主机械手的操作信息,
通过与所述从属机械手和所述主控制部连接的从属控制部输出将从所述主控制部发送的所述主机械手的操作信息向所述从属机械手传递的控制信号,
在所述从属力修正部对力进行修正时,通过力修正方法选择部选择“对象物把持位置信息”、“对象物柔软度信息”、“主把持位置信息”中的任一个信息,
所述从属力修正部在进行所述修正时,通过所述力修正方法选择部选择的力修正方法,修正所述力信息。
【发明效果】
根据本发明的主从机器人的控制装置及主从机器人的控制装置的控制方法,在进行作业时,可以仅增加从外部向从属机械手施加的力信息中的重要的工序的力信息,向主机械手传递。其结果是,作业中的力的强弱明确地传给操作者,即便在部件或作业次序改变的情况下也能够简单地在短时间内进行作业。而且,即便在操作者向主机械手施加了过度的力的情况下,也能够通过减少向从属机械手传递的力信息,来防止对象物发生破损。
附图说明
本发明的上述及其他的目的和特征通过与关于附图的优选的实施方式相关联的如下的记述而更为明确。在该附图中,
图1是本发明的第一实施方式的主从机器人的框图,
图2是本发明的第一实施方式的主机器人系统的说明图,
图3是本发明的第一实施方式的从属机器人系统的说明图,
图4A是本发明的第一实施方式的、人使用主从机器人的控制装置进行作业的状态的说明图,
图4B是本发明的第一实施方式的、人使用主从机器人的控制装置进行作业的状态下的、力传感器的正负的符号的方向与图4A相反的情况的说明图,
图5A是表示本发明的第一实施方式中的检测力增加部位、用于说明使力增加的情况的、在从属机械手处(从属侧)检测到的力与时间的关系的图形,
图5B是表示本发明的第一实施方式中的检测力增加部位、用于说明使力增加的情况的、在从属机械手处检测到的速度与时间的关系的图形,
图5C是力传感器的正负的符号的方向为图4A的情况下,包含表示本发明的第一实施方式中的检测力增加部位、用于说明使力增加的情况的、向主机械手传递的力与时间的关系的图形的说明图,
图5D是力传感器的正负的符号的方向为图4B的情况下,包含表示本发明的第一实施方式中的检测力增加部位、用于说明使力增加的情况的、向主机械手传递的力与时间的关系的图形的说明图,
图6是表示本发明的第一实施方式的从取得力信息、速度信息到进行力修正为止的处理的流程的流程图,
图7是本发明的第二实施方式的主从机器人的框图,
图8A是表示本发明的第二实施方式中的检测力减少部位,用于说明使力减少的情况的、在主机械手处检测到的力与时间的关系的图形,
图8B是表示本发明的第二实施方式中的检测力减少部位、用于说明使力减少的情况的、在从属机械手处检测到的速度与时间的关系的图形,
图8C是包含表示本发明的第二实施方式中的检测力减少部位、用于说明使力减少的情况的、向从属机械手传递的力与时间的关系的图形的说明图,
图9是表示本发明的第二实施方式中的从取得力信息、速度信息到进行力修正为止的处理的流程的流程图,
图10A是本发明的第三实施方式的主从机器人的框图,
图10B是本发明的第三实施方式的主从机器人的框图,
图11是表示本发明的第三实施方式的保有检测方法的数据库的图,
图12A是表示本发明的第三实施方式(选择“力信息”时)的检测力增加部位、用于说明使力增加的情况的、在从属机械手处检测到的力与时间的关系的图形,
图12B是包含表示本发明的第三实施方式(选择“力信息”时)的检测力增加部位、用于说明使力增加的情况的、向主机械手传递到的力与时间的关系的图形的说明图,
图13A是表示本发明的第三实施方式(选择“力信息”时)的检测力减少部位、用于说明使力减少的情况的、在主机械手处检测到的力与时间的关系的图形,
图13B是包含表示本发明的第三实施方式(选择“力信息”时)的检测力减少部位、用于说明使力减少的情况的、向从属机械手传递的力与时间的关系的图形的说明图,
图14A是表示本发明的第三实施方式(选择“速度信息”时)的检测力增加部位、用于说明使力增加的情况的、在从属机械手处检测到的力与时间的关系的图形,
图14B是表示本发明的第三实施方式(选择“速度信息”时)的检测力增加部位、用于说明使力增加的情况的、在从属机械手处检测到的速度与时间的关系的图形,
图14C是包含表示本发明的第三实施方式(选择“速度信息”时)的检测力增加部位、用于说明使力增加的情况的、向主机械手传递的力与时间的关系的图形的说明图,
图15A是表示本发明的第三实施方式(选择“速度信息”时)的检测力减少部位、用于说明使力减少的情况的、在主机械手处检测到的力与时间的关系的图形,
图15B是表示本发明的第三实施方式(选择“速度信息”时)的检测力减少部位、用于说明使力减少的情况的、在从属机械手处检测到的速度与时间的关系的图形,
图15C是包含表示本发明的第三实施方式(选择“速度信息”时)的检测力减少部位、用于说明使力减少的情况的、向从属机械手传递的力与时间的关系的图形的说明图,
图16A是表示本发明的第三实施方式(选择“基准”时)的检测力增加部位、用于说明使力增加的情况的、在从属机械手处检测到的力与时间的关系的图形,
图16B是表示本发明的第三实施方式(选择“基准”时)的检测力增加部位、用于说明使力增加的情况的、在从属机械手处检测到的基准(力)与时间的关系的图形,
图16C是表示本发明的第三实施方式(选择“基准”时)的检测力增加部位、用于说明使力增加的情况的、在从属机械手处检测到的基准(速度)与时间的关系的图形,
图16D是包含表示本发明的第三实施方式(选择“基准”时)的检测力增加部位、用于说明使力增加的情况的、向主机械手传递的力与时间的关系的图形的说明图,
图17A是表示本发明的第三实施方式(选择“基准”时)的检测力减少部位、用于说明使力减少的情况的、在主机械手处检测到的力与时间的关系的图形,
图17B是表示本发明的第三实施方式(选择“基准”时)的检测力减少部位、用于说明使力减少的情况的、在主机械手处检测到的基准(力)与时间的关系的图形,
图17C是表示本发明的第三实施方式(选择“基准”时)的检测力减少部位、用于说明使力减少的情况的、在主机械手处检测到的基准(速度)与时间的关系的图形,
图17D是包含表示本发明的第三实施方式(选择“基准”时)的检测力减少部位、用于说明使力减少的情况的、向从属机械手传递的力与时间的关系的图形的说明图,
图18是表示本发明的第三实施方式(选择“基准”时)的保有基准的数据库的图,
图19是表示本发明的第三实施方式的从取得力信息、速度信息到进行力修正为止的处理的流程的流程图,
图20A是本发明的第四实施方式的主从机器人的框图,
图20B是本发明的第四实施方式的主从机器人的框图,
图21是表示本发明的第四实施方式(选择“对象物把持位置信息”时)的对象物把持位置的说明图,
图22A是本发明的第四实施方式(选择“对象物把持位置信息”时)的主从机器人的框图,
图22B是本发明的第四实施方式(选择“对象物把持位置信息”时)的主从机器人的框图,
图23是表示本发明的第四实施方式(选择“对象物把持位置信息”时)的保有修正量的数据库的图,
图24A是在本发明的第四实施方式中(选择“对象物柔软度信息”时),表示柔性基板的压曲载荷的测定方法的说明图,
图24B是在本发明的第四实施方式中(选择“对象物柔软度信息”时),表示柔性基板的压曲载荷的测定方法的说明图,
图24C是在本发明的第四实施方式中(选择“对象物柔软度信息”时),表示柔性基板的压曲载荷的测定方法的说明图,
图24D是在本发明的第四实施方式中(选择“对象物柔软度信息”时),表示螺钉的压曲载荷的测定方法的说明图,
图24E是在本发明的第四实施方式中(选择“对象物柔软度信息”时),表示螺钉的压曲载荷的测定方法的说明图,
图24F是在本发明的第四实施方式中(选择“对象物柔软度信息”时),表示螺钉的压曲载荷的测定方法的说明图,
图25是表示本发明的第四实施方式(选择“对象物柔软度信息”时)的保有修正量的数据库的图,
图26A是表示本发明的第四实施方式(选择“主把持位置信息”时)的主把持位置的说明图,
图26B是表示本发明的第四实施方式(选择“主把持位置信息”时)的主把持位置的说明图,
图27是表示本发明的第四实施方式(选择“主把持位置信息”时)的保有修正量的数据库的图,
图28是表示本发明的第四实施方式的从取得力信息、速度信息到进行力修正为止的处理的流程的流程图,
图29A是表示以往的柔性基板的向连接器的插入实验中的机械手的柔性基板的把持位置及插入次序的图,
图29B是表示以往的柔性基板的向连接器的插入实验中的机械手的柔性基板的把持位置及插入次序的图,
图29C是表示以往的柔性基板的向连接器的插入实验中的机械手的柔性基板的把持位置及插入次序的图,
图30是表示以往的柔性基板的向连接器的插入实验中的把持位置5mm的实验结果的说明图,
图31是表示以往的柔性基板的向连接器的插入实验中的把持位置10mm的实验结果的说明图。
具体实施方式
以下,基于附图,详细说明本发明的实施方式。
以下,在参照附图详细地说明本发明的实施方式之前,先说明本发明的各种形态。
根据本发明的第一形态,提供一种主从机器人的控制装置,该主从机器人具备从属机械手和主机械手,该从属机械手把持对象物,与被对象物接触并进行作业,人经由该主机械手而远程操作所述从属机械手,所述主从机器人的控制装置具备:
力信息取得部,其取得从外部向所述从属机械手施加的力信息;
力修正部位检测部,其根据所述力信息取得部取得的力信息,检测所述力信息中的需要修正的区间的信息即力修正部位;
力修正部,其对所述力修正部位检测部检测到的区间的所述力信息进行修正;
力传递部,其将来自所述力修正部的力信息向所述主机械手传递;
主控制部,在所述人基于来自所述力传递部的力信息来操作所述主机械手时,该主控制部控制所述主机械手的操作信息;
从属控制部,其与所述从属机械手和所述主控制部连接,并输出将从所述主控制部发送的所述主机械手的操作信息向所述从属机械手传递的控制信号。
根据本发明的第二形态,提供一种主从机器人的控制装置,该主从机器人具备从属机械手和主机械手,该从属机械手把持对象物,与被对象物接触并进行作业,人经由该主机械手而远程操作所述从属机械手,所述主从机器人的控制装置具备:
主力信息取得部,其取得所述人向所述主机械手施加的力信息;
从属力修正部位检测部,其根据所述主力信息取得部取得的力信息,检测所述力信息中的需要修正的区间的信息即力修正部位;
从属力修正部,其对所述从属力修正部位检测部检测到的区间的所述力信息进行修正;
从属力传递部,其将来自所述从属力修正部的力信息向所述从属机械手传递;
主控制部,在所述人基于来自所述从属力传递部的力信息来操作所述主机械手时,该主控制部控制所述主机械手的操作信息;
从属控制部,其与所述从属机械手和所述主控制部连接,并输出将从所述主控制部发送的所述主机械手的操作信息向所述从属机械手传递的控制信号。
根据本发明的第三形态,提供一种第一或第二形态所述的主从机器人的控制装置,其中,
将从所述力修正开始时间到所述力修正结束时间的区间作为所述力修正部位,该区间内的力信息在时间与力的大小的关系中,由呈山形变化的曲线或直线表示。
根据本发明的第四形态,提供一种第一形态所述的主从机器人的控制装置,其中,
所述力修正部位检测部从所述力信息取得部取得的力信息中,检测使所述力信息的绝对值增加而进行修正的区间的力信息和未修正所述力信息的区间的力信息中的任一区间的力信息,
所述力修正部以使所述力修正部位检测部检测到的所述增加的区间的力信息的绝对值增加的方式进行修正。
根据本发明的第五形态,提供一种第二形态所述的主从机器人的控制装置,其中,
所述从属力修正部位检测部从所述主力信息取得部取得的力信息中,检测使所述力信息的绝对值减少而进行修正的部位区间的力信息和未修正所述力信息的区间的力信息中的任一区间的力信息,
所述从属力修正部以使所述从属力修正部位检测部检测到的所述减少的区间的力信息的绝对值减少的方式进行修正。
根据本发明的第六形态,提供一种第一形态所述的主从机器人的控制装置,其中,
具备取得所述从属机械手的手指尖部的速度信息的速度信息取得部,
所述力修正部位检测部通过所述速度信息取得部取得的速度信息,检测对所述力信息进行修正的区间。
根据本发明的第七形态,提供一种第二形态所述的主从机器人的控制装置,其中,
还具备取得所述从属机械手的手指尖部的速度信息的速度信息取得部,
所述从属力修正部位检测部通过所述速度信息取得部取得的速度信息,检测对所述力信息进行修正的区间。
根据本发明的第八形态,提供一种第六或第七形态所述的主从机器人的控制装置,其中,
还具备检测方法选择部,该检测方法选择部在所述力修正部位检测部或所述从属力修正部位检测部检测所述力修正部位时,选择“力信息及速度信息”、“力信息”、“速度信息”、“存储的力信息和速度信息”中的任一个信息,
基于所述检测方法选择部选择的所述信息,通过所述力修正部位检测部或所述从属力修正部位检测部检测所述力修正部位。
根据本发明的第九形态,提供一种第八形态所述的主从机器人的控制装置,其中,
所述力修正部位检测部或所述从属力修正部位检测部在所述检测方法选择部选择了所述“力信息及速度信息”时,
将所述速度信息取得部取得的速度信息的位移超过第一阈值的时间作为力修正开始时间,
将所述力信息取得部取得的力信息的位移低于第二阈值的时间作为力修正结束时间,
并检测从所述力修正开始时间到所述力修正结束时间的区间作为所述力修正部位。
根据本发明的第十形态,提供一种第八形态所述的主从机器人的控制装置,其中,
所述力修正部位检测部或所述从属力修正部位检测部在所述检测方法选择部选择了所述“力信息”时,
将所述力信息取得部取得的力信息的位移超过第一阈值的时间作为力修正开始时间,
将所述力信息取得部取得的力信息的位移低于第二阈值的时间作为力修正结束时间,
并检测从所述力修正开始时间到所述力修正结束时间的区间作为所述力修正部位。
根据本发明的第十一形态,提供一种第八形态所述的主从机器人的控制装置,其中,
所述力修正部位检测部或所述从属力修正部位检测部在所述检测方法选择部选择了所述“速度信息”时,
将所述速度信息取得部取得的速度信息的位移超过第一阈值的时间作为力修正开始时间,
将所述速度信息取得部取得的速度信息的位移低于第二阈值的时间作为力修正结束时间,
并检测从所述力修正开始时间到所述力修正结束时间的区间作为所述力修正部位。
根据本发明的第十二形态,提供一种第八形态所述的主从机器人的控制装置,其中,
还具备预先存储力信息和速度信息的存储部,
所述力修正部位检测部或所述从属力修正部位检测部在所述检测方法选择部选择了所述“存储的力信息和速度信息”时,
将通过所述力信息取得部或所述速度信息取得部取得的力信息或速度信息的位移,相对于存储在所述存储部中的力信息或速度信息的位移超过第一阈值时的力信息或速度信息的位移,而收敛在某阈值的范围内的时间作为力修正开始时间,
将通过所述力信息取得部或所述速度信息取得部取得的力信息或速度信息的位移,相对于存储在所述存储部中的力信息或速度信息的位移低于第二阈值时的力信息或速度信息的位移,而收敛在某阈值的范围内的时间作为力修正结束时间,
并检测从所述力修正开始时间到所述力修正结束时间的区间作为所述力修正部位。
根据本发明的第十三形态,提供一种第一或第二形态所述的主从机器人的控制装置,其中,
还具备力修正方法选择部,该力修正方法选择部在所述力修正部或所述从属力修正部对力进行修正时,选择“对象物把持位置信息”、“对象物柔软度信息”、“主把持位置信息”中的任一个信息,
所述力修正部或所述从属力修正部通过所述力修正方法选择部选择的力修正方法,修正所述力信息。
根据本发明的第十四形态,提供一种第十三形态所述的主从机器人的控制装置,其中,还具备:
取得所述从属机械手把持所述对象物的位置信息的对象物把持位置取得部;
存储所述从属机械手把持所述对象物的位置信息与修正量的关系信息的修正量存储部,
所述力修正部或所述从属力修正部在所述力修正方法选择部选择了所述“对象物把持位置信息”时,
通过所述对象物把持位置取得部取得所述从属机械手把持所述对象物的把持位置信息,
使用所述对象物把持位置取得部取得的所述把持位置信息,从所述修正量存储部求出所述力信息的修正量。
根据本发明的第十五形态,提供一种第十三形态所述的主从机器人的控制装置,其中,
还具备存储所述对象物的柔软度信息与修正量的关系信息的修正量存储部,
所述力修正部或所述从属力修正部在所述力修正方法选择部选择了所述“对象物柔软度信息”时,
从所述修正量存储部取得基于所述对象物的所述对象物的柔软度信息,
使用所述柔软度信息,从所述修正量存储部求出所述力信息的修正量。
根据本发明的第十六形态,提供一种第十三形态所述的主从机器人的控制装置,其中,还具备:
取得所述人把持所述主机械手的位置信息的主把持位置取得部;
存储所述人把持所述主机械手的位置信息与修正量的关系信息的修正量存储部,
所述力修正部或所述从属力修正部在所述力修正方法选择部选择了所述“主把持位置信息”时,
通过所述主把持位置信息取得部取得所述人把持所述主机械手的位置信息,
使用所述主把持位置信息取得部取得的所述位置信息,从所述修正量存储部求出所述力信息的修正量。
根据本发明的第十七形态,提供一种主从机器人的控制装置的控制方法,该主从机器人具备从属机械手和主机械手,该从属机械手把持对象物,与被对象物接触并进行作业,人经由该主机械手而远程操作所述从属机械手,在所述主从机器人的控制装置的控制方法中,
通过力信息取得部取得从外部向所述从属机械手施加的力信息,
根据所述力信息取得部取得的力信息,通过力修正部位检测部检测所述力信息中的需要修正的区间的信息即力修正部位,
通过力修正部对所述力修正部位检测部检测到的区间的所述力信息进行修正,
通过力传递部将来自所述力修正部的力信息向所述主机械手传递,
在所述人基于来自所述力传递部的力信息来操作所述主机械手时,通过主控制部控制所述主机械手的操作信息,
通过与所述从属机械手和所述主控制部连接的从属控制部输出将从所述主控制部发送的所述主机械手的操作信息向所述从属机械手传递的控制信号。
根据本发明的第十八形态,提供一种主从机器人,具备:
所述主机械手及所述从属机械手;
第一至第十六形态中的任一形态所述的主从机器人的控制装置。
根据本发明的第十九形态,提供一种主从机器人的控制装置的控制程序,该主从机器人具备从属机械手和主机械手,该从属机械手把持对象物,与被对象物接触并进行作业,人经由该主机械手而远程操作所述从属机械手,所述主从机器人的控制装置的控制程序用于使计算机执行:
通过力信息取得部取得从外部向所述从属机械手施加的力信息的步骤;
根据所述力信息取得部取得的力信息,通过力修正部位检测部检测所述力信息中的需要修正的区间的信息即力修正部位的步骤;
通过力修正部对所述力修正部位检测部检测到的区间的所述力信息进行修正的步骤;
通过力传递部将来自所述力修正部的力信息向所述主机械手传递的步骤;
在所述人基于来自所述力传递部的力信息来操作所述主机械手时,通过主控制部控制所述主机械手的操作信息的步骤;
通过与所述从属机械手和所述主控制部连接的从属控制部输出将从所述主控制部发送的所述主机械手的操作信息向所述从属机械手传递的控制信号的步骤。
根据本发明的第二十形态,提供一种主从机器人的控制装置的集成电子电路,该主从机器人具备从属机械手和主机械手,该从属机械手把持对象物,与被对象物接触并进行作业,人经由该主机械手而远程操作所述从属机械手,在所述主从机器人的控制装置的集成电子电路中,
通过力信息取得部取得从外部向所述从属机械手施加的力信息,
根据所述力信息取得部取得的力信息,通过力修正部位检测部检测所述力信息中的需要修正的区间的信息即力修正部位,
通过力修正部对所述力修正部位检测部检测到的区间的所述力信息进行修正,
通过力传递部将来自所述力修正部的力信息向所述主机械手传递,
在所述人基于来自所述力传递部的力信息来操作所述主机械手时,通过主控制部控制所述主机械手的操作信息,
通过与所述从属机械手和所述主控制部连接的从属控制部输出将从所述主控制部发送的所述主机械手的操作信息向所述从属机械手传递的控制信号。
以下,参照附图,说明本发明的实施方式。
(第一实施方式)
图1是表示本发明的第一实施方式的主从机器人150的控制装置100的框图。在图1中,主从机器人的控制装置100具备:人直接接触进行操作的主机器人系统1;实际进行作业的从属机器人系统21。
主机器人系统1包括:主控制装置3;与主控制装置3连接的主周边装置6;与主周边装置6连接的主机械手9。
主控制装置3包括:与主输入输出IF7连接的主控制部4;与主控制部4连接而向人传递力信息的力传递部5。
主周边装置6包括:与主控制部4连接且与主机械手9连接的主输入输出IF7;与主输入输出IF7连接且与主机械手9连接的主电机驱动器8。
另一方面,从属机器人系统21包括:从属控制装置23;与从属控制装置23连接的从属周边装置29;与从属周边装置29连接的从属机械手32。
从属控制装置23包括:从属控制部24;每一定时间取得从外部向从属机械手32施加的力信息的力信息取得部26;取得从属机械手32的手指尖部(从属手71)的速度信息的速度信息取得部28;根据由力信息取得部26取得的力信息和由速度信息取得部28取得的速度信息中的任一个以上的信息,来检测修正力信息的部位(区间)(具体而言,根据由力信息取得部26取得的力信息,来检测力信息中的需要修正的区间的信息即力修正部位)的力修正部位检测部27;对通过力修正部位检测部27作为力修正部位(力修正区间)所检测到的力信息进行修正的力修正部25。从属控制部24以有线或无线的方式与主控制部4连接,并且与力修正部25、力修正部位检测部27及从属输入输出IF30连接。力修正部25与从属控制部24和力信息取得部26连接。力信息取得部26与力修正部25和力修正部位检测部27连接。力修正部位检测部27与力信息取得部26、从属控制部24及速度信息取得部28连接。速度信息取得部28与力修正部位检测部27连接。
从属周边装置29包括:与从属控制部24、速度信息取得部28及从属机械手32连接的从属输入输出IF30;与从属输入输出IF30连接并与从属机械手32连接的从属电机驱动器31。
在此,力信息取得部26从安装在从属机械手32的从属手71上的从属力传感器86,经由从属周边装置29等,取得力传感器86的值作为力信息,速度信息取得部28从安装在从属机械手32上的从属编码器85,经由从属周边装置29等,取得机械手32的位置信息,利用速度信息取得部28取得通过微分而导出的值作为速度信息。
图2及图3是分别表示主机械手9和从属机械手32的图。各机械手9、32能够绕总计6个轴旋转而构成6自由度的多连杆机械手(关于详细情况,参照WO 2009/107358)。
如图2所示,主机械手9作为一例是多关节机器人臂,具体而言是6自由度的多连杆的主机械手,具备:主手51;在前端53a具有安装主手51的主手腕部52的主前腕连杆53;前端54a以可旋转的方式与主前腕连杆53的基端53b连结的主上腕连杆54;将主上腕连杆54的基端54b连结支承为可旋转的主台部55。主台部55固定在恒定位置,但也可以与未图示的轨道连结成可移动。主手腕部52具有主第四关节部59、主第五关节部60、主第六关节部61这三个旋转轴,能够改变主手51相对于主前腕连杆53的相对姿态(方向)。即,在图2中,主第四关节部59能够改变主手51相对于主手腕部52的绕横轴的相对姿态。主第五关节部60能够改变主手51相对于主手腕部52的、绕与主第四关节部59的横轴正交的纵轴的相对姿态。主第六关节部61能够改变主手51相对于主手腕部52的、绕与主第四关节部59的横轴及主第五关节部60的纵轴分别正交的横轴的相对姿态。主前腕连杆53的另一端53b相对于主上腕连杆54的前端54a能够绕主第三关节部58旋转,即,能够绕与主第四关节部59的横轴平行的横轴旋转。主上腕连杆54的另一端相对于主台部55能够绕主第二关节部57旋转,即,能够绕与主第四关节部59的横轴平行的横轴旋转。而且,主台部55的上侧可动部55a相对于主台部55的下侧固定部55b能够绕主第一关节部56旋转,即,能够绕与主第五关节部60的纵轴平行的纵轴旋转。
其结果是,主机械手9能够绕总计6个轴旋转而构成所述6自由度的多连杆机械手。
在构成各轴的旋转部分的各关节部具备:关节部驱动用的主电机64那样的旋转驱动装置;检测主电机64的旋转轴的旋转相位角(即关节角)而输出位置信息的主编码器65(实际上,配设在主机械手9的各关节部的内部)。主电机64(实际上,配设在主机械手9的各关节部的内部)由设置在构成各关节部的一对构件(例如,转动侧构件和支承该转动侧构件的支承侧构件)中的一方的构件上的主电机驱动器8进行驱动控制。设置在各关节部的一方的构件上的主电机64的旋转轴与各关节部的另一方的构件连结,通过使所述旋转轴正反旋转,而能够使另一方的构件相对于一方的构件绕各轴旋转。
另外,主手51还具备:通过主电机驱动器8进行驱动控制的作为主手驱动装置的一例的主手驱动用的主电机64;检测主手驱动用的主电机64的旋转轴的旋转相位角的主编码器65。由主编码器65检测的旋转角度信息通过主输入输出IF7(例如计数板)而由主控制部4取入,基于主控制部4取入的旋转角度信息,通过主控制部4算出主手51的开闭动作下的控制指令值(控制信号)。由主控制部4算出的控制指令值通过主输入输出IF7(例如D/A板),向也进行主手51的开闭驱动的主电机驱动器8提供,按照从主电机驱动器8送来的各控制指令值,对主电机64的旋转进行驱动控制,使主手驱动用的主电机64的旋转轴进行正反旋转,由此,使主手51开闭,进行对象物102(例如,柔性基板)的把持及把持解除的模拟性的动作。实际上,通过从属机械手32的从属手71进行对象物102(例如,柔性基板)的把持及把持解除动作,在主手51中,并不直接进行对象物102(例如,柔性基板)的把持及把持解除动作。由此,这里的主手51表示假想或模拟地进行对象物102(例如,柔性基板)的把持及把持解除动作。
另外,62是将相对于主台部55的下侧固定部55b的相对的位置关系固定的主绝对坐标系,63是将相对于主手51的相对的位置关系固定的主手指尖坐标系。从主绝对坐标系62观察到的主手指尖坐标系63的主原点位置Oe(x,y,z)定义为主机械手9的手指尖位置,从主绝对坐标系62观察到的主手指尖坐标系63的姿态以倾滚角、俯仰角、偏摆角来表现的定义为主机械手9的手指尖姿态,手指尖位置及姿态矢量定义为矢量由此,作为一例,优选的是,主第一关节部56的纵轴与主绝对坐标系62的z轴平行,主第二关节部57的横轴与x轴平行。而且,优选的是,第六关节部61的横轴与主手指尖坐标系63的x轴平行,主第四关节部59的横轴与y轴平行,主第五关节部60的纵轴与z轴平行。需要说明的是,相对于主手指尖坐标系63的x轴的旋转角为偏摆角ψ,相对于y轴的旋转角为俯仰角θ,相对于z轴的旋转角为倾滚角在对主机械手9的手指尖位置和姿态进行控制时,使手指尖位置及姿态矢量r追随在所述WO 2009/107358号的国际申请公开公报等中公开的由目标轨道生成部生成的手指尖位置及姿态目标矢量rd
另外,在图3中,从属机械手32作为一例是多关节机器人臂,是6自由度的多连杆的从属机械手,具备:从属手71;在前端73a具有安装从属手71的从属手腕部72的从属前腕连杆73;前端74a以可旋转的方式与从属前腕连杆73的基端73b连结的从属上腕连杆74;将从属上腕连杆74的基端74b连结支承为可旋转的从属台部75。从属台部75固定在恒定位置,但也可以与未图示的轨道连结成可移动。从属手腕部72具有从属第四关节部79、从属第五关节部80及从属第六关节部81这三个旋转轴,能够改变从属手71相对于从属前腕连杆73的相对姿态(方向)。即,在图3中,从属第四关节部79能够改变从属手71相对于从属手腕部72的绕横轴的相对姿态。从属第五关节部80能够改变从属手71相对于从属手腕部72的、绕与从属第四关节部79的横轴正交的纵轴的相对姿态。从属第六关节部81能够改变从属手71相对于从属手腕部72的、绕与从属第四关节部79的横轴及从属第五关节部80的纵轴分别正交的横轴的相对姿态。从属前腕连杆73的另一端73b相对于从属上腕连杆74的前端74a能够绕从属第三关节部78旋转,即,能够绕与从属第四关节部79的横轴平行的横轴旋转。从属上腕连杆74的另一端74b相对于从属台部75能够绕从属第二关节部77旋转,即,能够绕与从属第四关节部79的横轴平行的横轴旋转。此外,从属台部75的上侧可动部75a相对于从属台部75的下侧固定部75b能够绕从属第一关节部76旋转,即,能够绕与从属第五关节部80的纵轴平行的纵轴旋转。
其结果是,从属机械手32能够绕总计6个轴旋转而构成所述6自由度的多连杆机械手。
在构成各轴的旋转部分的各关节部具备:从属电机84那样的旋转驱动装置;检测从属电机84的旋转轴的旋转相位角(即关节角)而输出位置信息的从属编码器85(实际上,配设在从属机械手32的各关节部的内部)。从属电机84(实际上,配设在从属机械手32的各关节部的内部)由设置在构成各关节部的一对构件(例如,转动侧构件和对该转动侧构件进行支承的支承侧构件)中的一方的构件上的从属电机驱动器31进行驱动控制。各关节部的一方的构件具备的从属电机84的旋转轴与各关节部的另一方的构件连结,通过使所述旋转轴正反旋转,而使另一方的构件相对于一方的构件能够绕各轴旋转。
另外,从属手71还具备:由从属电机驱动器31进行驱动控制的作为从属手驱动装置的一例的从属手驱动用的从属电机84;检测从属手驱动用的从属电机84的旋转轴的旋转相位角的从属编码器85。由从属编码器85检测到的旋转角度信息通过从属输入输出IF30(例如计数板)而由从属控制部24取入,基于从属控制部24取入的旋转角度信息,通过从属控制部24算出从属手71的开闭动作下的控制指令值(控制信号)。由从属控制部24算出的控制指令值通过从属输入输出IF30(例如D/A板),向也进行从属手71的开闭驱动的从属电机驱动器31提供,按照由从属电机驱动器31送来的各控制指令值,对从属电机84的旋转进行驱动控制,使从属手驱动用的从属电机84的旋转轴正反旋转,由此,使从属手71开闭,进行对象物102(例如,柔性基板)的把持及把持解除。
另外,82是将相对于从属台部75的下侧固定部75b的相对的位置关系固定的从属绝对坐标系,83是将相对于从属手71的相对的位置关系固定的从属手指尖坐标系。由从属绝对坐标系82观察到的从属手指尖坐标系83的从属原点位置Oe(x,y,z)定义为从属机械手32的手指尖位置,由从属绝对坐标系82观察到的从属手指尖坐标系83的姿态以倾滚角、俯仰角、偏摆角表现的定义为从属机械手32的手指尖姿态,手指尖位置及姿态矢量定义为矢量由此,作为一例,优选的是,从属第一关节部76的纵轴与从属绝对坐标系82的z轴平行,从属第二关节部77的横轴与x轴平行。而且,优选的是,第六关节部81的横轴与从属手指尖坐标系83的x轴平行,从属第四关节部79的横轴与y轴平行,从属第五关节部80的纵轴与z轴平行。需要说明的是,相对于从属手指尖坐标系83的x轴的旋转角为偏摆角ψ,相对于y轴的旋转角为俯仰角θ,相对于z轴的旋转角为倾滚角在控制从属机械手32的手指尖位置和姿态时,使手指尖位置及姿态矢量r追随所述WO2009/107358号的国际申请公开公报等所公开的目标轨道生成部生成的手指尖位置及姿态目标矢量rd
主从机器人的控制装置100是本发明的装置整体,是每当进行作业时能够由人进行远程操作的装置。主机器人系统1是人直接接触而进行操作用的机器人系统。从属机器人系统21是处于与主机器人系统1分离的位置,实际用于进行作业(例如,进行机器人把持对象物102并同时使对象物102与被对象物103接触的作业)的机器人系统。
主机械手9是人直接接触并进行操作的机器人,在人活动时,利用内置在主输入输出IF7中的定时器,每隔某一定时间(例如,每隔1ms),从各主编码器65取得主机械手9的位置信息,向主输入输出IF7输出。
从属机械手32是把持对象物102(例如,柔性基板)而对被对象物103(例如,由未图示的保持构件保持的被对象物103)(例如,具有柔性基板的一端部应插入的凹部的连接器)进行作业(例如,插入或安装作业)的机器人,以追随由主机械手9取得的位置信息的方式使从属机械手32动作(参照图4A)。
主周边装置6传递主机械手9与主控制装置3之间的信息。从属周边装置29也同样地传递从属机械手32与从属控制装置23之间的信息。
主输入输出IF7将从主机械手9的各主编码器65向主输入输出IF7输入的位置信息和来自内置于主输入输出IF7的定时器的时间信息向主控制部4输出。而且,主输入输出IF7将从主控制部4输入给主输入输出IF7的位置信息向主电机驱动器8输出。主电机驱动器8以主机械手9追随从主输入输出IF7输入给主电机驱动器8的位置信息的方式分别使主机械手9的主电机64动作。
从属输入输出IF30将由从属控制部23输入给从属输入输出IF30的位置信息向从属电机驱动器31输出。而且,将由从属机械手32输入给从属输入输出IF30的位置信息和时间信息由从属输入输出IF30向从属控制部24输出。从属电机驱动器31以使从属机械手32追随由从属输入输出IF30向从属电机驱动器31输入的位置信息的方式分别使从属机械手32的从属电机84动作。
主控制装置3具有如下的两个作用:
(i)利用内置于主输入输出IF7的定时器,每隔某一定时间,将主机械手9动作的位置信息经由主输入输出IF7及主控制装置3向从属控制装置23输出,
(ii)将由从属控制装置23输入给主控制装置3的力信息向人传递。
主控制部4在人基于来自力传递部5的力信息而操作主机械手9时,对主机械手9的操作信息进行控制。具体而言,主控制部4将从主输入输出IF7输入给主控制部4的主机械手9的位置信息和时间信息向从属控制部24输出。而且,将由从属控制部24输入给主控制部4的力信息从主控制部4向力传递部5输出。
力传递部5将由从属控制部24经由主控制部4输入的力信息向人手101传递。在力向人手101的传递方法中,使用胡克定律(例如,弹簧常数为0.5)通过力传递部5将力信息转换成位置信息,将力传递部5算出的位置信息作为指令值,从力传递部5经由主控制部4及主周边装置6等向主机械手9输出,主电机64动作,由此实现力的传递。力传递部5在与力修正部25的关系下,将来自力修正部25的力信息向主机械手9传递。
从属控制装置23具有如下的两个作用:
(i)使从属机械手32追随从主控制装置3向从属控制装置23输入的位置信息和时间信息,
(ii)基于从属机械手32取得的力信息和速度信息来检测力修正部位(力修正区间),仅对检测到的力修正部位(力修正区间)进行力修正,并向主控制装置3输出力信息。
力信息取得部26将安装在从属机械手32的从属手71上的从属力传感器86(参照图3)的值作为力信息,经由从属输入输出IF30,利用内置于从属输入输出IF30的定时器,经由从属输入输出IF30,每隔某一定时间取得。并将取得的力信息向力修正部25及力修正部位检测部27输出。
速度信息取得部28取得从属机械手32的手指尖的速度信息。取得方法是基于来自内置在速度信息取得部28中的定时器的时间信息,每隔某一定时间,取得由从属编码器85(参照图3)得到的位置信息,从存储在速度信息取得部28的当前的位置信息减去一定时间前的位置信息,然后除以某一定时间,将得到的值作为速度信息。将由速度信息取得部28取得的速度信息从速度信息取得部28向力修正部位检测部27输出。
力修正部位检测部27利用从力信息取得部26向力修正部位检测部27输入的力信息和从速度信息取得部28向力修正部位检测部27输入的速度信息,来检测力信息的力修正部位(力修正区间),并将检测到的力信息从力修正部位检测部27向从属控制部24输出。
使用图4A~图5C,说明力修正部位(力修正区间)的检测方法。图4A所示的作业是将对象物102的前端102a插入到被对象物103的凹处103a的作业,在人手101直接接触主机械手9,而对通过从属手71把持对象物102的从属机械手32进行操作时,由从属手71把持的对象物102与被对象物103接触并同时进行插入作业。
图5A是表示由从属机械手32检测到的力与时间的关系的图形,是通过力信息取得部26取得的力信息。图5B是表示由从属机械手32检测到的速度与时间的关系的图形,是通过速度信息取得部28取得的速度信息。而且,图5C是表示向主机械手9传递的力与时间的关系的图形,是在力修正之后向主机械手9传递的力信息,虚线及白色圆圈是修正前的值,实线及黑色圆圈是修正后的值。
当基于通过力信息取得部26每隔所述一定时间取得的力信息(例如,图5A的力信息(f11)和力信息(f12)),通过力修正部位检测部27判断为力信息的位移(力信息之差,即,图5A的(f12)-(f11))超过力信息的位移的阈值(例如,1.0N)时,成为通过力修正部位检测部27检测到由从属机械手32的从属手71把持的对象物102与被对象物103发生了碰触的情况,取得了该力信息(f12)的时刻作为“力修正部位”(力修正区间),而由力修正部位检测部27检测(其中,“超过阈值”是指通过力修正部位检测部27判断为符号与阈值相同且绝对值比阈值大的情况,表示主机械手9的动作速度变慢的状态。以后,在本说明书中,在同样的意思下使用)。
另一方面,当基于力信息取得部26取得的所述力信息(f11)和(f12),通过力修正部位检测部27判断为力信息的位移(力信息之差,即,图5A的(f12)-(f11))未超过力信息的位移的阈值时,作为“无变更”,而由力修正部位检测部27检测。在此,“无变更”是指没有力修正部位(力修正区间)的情况。
由此,通过力修正部位检测部27,将由力信息取得部26取得的力信息的所述位移((f12)-(f11))超过所述阈值的时刻(即,向主机械手9传递的力的位移(图5C的(fa12)-(fa11))超过阈值的时刻(图5C的A1的时刻))作为“力修正开始时间”。而且,通过力修正部位检测部27,将由力信息取得部26取得的力信息的所述位移(图5A的(f14)-(f13))成为所述阈值以下的时刻(即,向主机械手9传递的力的位移(图5C的(fc12)-(fc11))为所述阈值以下的时刻(图5C的C1时刻))作为“力修正结束时间”。并且,通过力修正部位检测部27,将从“力修正开始时间”到“力修正结束时间”的区间作为“力修正部位”(力修正区间)(图5C的B1区间)。
由此,若将从力修正开始时间到力修正结束时间的区间作为力修正部位,则该区间内的力信息在时间与力的大小的关系中,不是恒定值,由以向上凸的山形的方式变化的曲线或直线表示。
以上,说明了仅使用由力信息取得部26取得的力信息,通过力修正部位检测部27来检测对力信息进行修正的力修正部位(力修正区间)的方法。作为仅使用由力信息取得部26取得的力信息时的优点,列举出无需使用速度信息取得部28,而能够简易且廉价地进行的点。然而,本发明并未限定于此。
例如,在图4A中,若力信息取得部26的从属力传感器86的正负的符号的方向反转,换言之,若如图4B所示,则图5C的图形不是向上凸的山形,而如图5D所示成为向下凸的山形。这种情况下,将从力修正开始时间到力修正结束时间的区间作为力修正部位,该区间内的力信息在时间与力的大小的关系中,不是恒定值,由以向下凸的山形的方式(换言之,以谷形的方式)变化的曲线或直线表示。由此,在本说明书及权利要求书中,所述的“以山形的方式变化的曲线或直线”除了图5C的情况之外,也包括从属力传感器86的正负的符号的方向反转的图5D的情况。
例如,可以使用由力信息取得部26取得的力信息和由速度信息取得部28取得的速度信息这两者,来检测对力信息进行修正的力修正部位(力修正区间)。
即,基于由速度信息取得部28每隔一定时间取得的速度信息(例如,图5B的速度信息(v11)和速度信息(v12)),通过力修正部位检测部27判断为速度信息的位移(速度信息之差,即,图5B的(v12)-(v11))超过速度信息的位移的阈值(例如,-0.01mm/ms)时,成为由力修正部位检测部27检测到了从属机械手32的从属手71把持的对象物102与被对象物103碰触的情况,取得了该速度信息(v12)的时刻作为“力修正部位”(力修正区间),而由力修正部位检测部27检测(其中,“超过阈值”是指通过力修正部位检测部27判断为符号与阈值相同且绝对值比阈值大的情况,表示主机械手9的动作速度变慢的状态。以后,在本说明书中,在同样的意思下使用)。
另一方面,基于由速度信息取得部28取得的所述速度信息(v11)和(v12),通过力修正部位检测部27判断为速度信息的位移(速度信息之差,即,图5B的(v12)-(v11))未超过速度信息的位移的阈值时,作为“无变更”的时刻,而由力修正部位检测部27检测。在此,“无变更”是指没有力修正部位(力修正区间)。
由此,通过力修正部位检测部27,将由速度信息取得部28取得的速度信息的位移((v12)-(v11))超过所述阈值的时刻(即,向主机械手9传递的力的位移(图5C的(fa12)-(fa11))超过阈值的时刻(图5C的A1的时刻))作为“力修正开始时间”。
另外,通过力修正部位检测部27,将由力信息取得部26取得的力信息的位移(图5C的(fc12)-(fc11))低于阈值(例如,-1.0N)的时刻(图5C的C1的时刻)作为“力修正结束时间”。即,将所述力信息的位移从超过所述阈值的状态到变为低于所述阈值的状态的时刻作为“力修正结束时间”。通过力修正部位检测部27,将从“力修正开始时间”到“力修正结束时间”的区间作为“力修正部位”(力修正区间)(图5C的B1区间)。
如以上所述,作为使用由力信息取得部26取得的力信息和由速度信息取得部28取得的速度信息这两者来检测“力修正开始时间”及“力修正结束时间”时的优点,与使用由力信息取得部26取得的力信息或由速度信息取得部28取得的速度信息中的任一个信息来检测“力修正开始时间”及“力修正结束时间”时相比,列举出能进行误检测少的准确的检测的优点。
力修正部25基于由从属控制部24向力修正部25输入的力信息,作为“力修正部位”(力修正区间)的力信息,将修正了力信息后的信息向从属控制部24输出,另一方面,作为力信息未超过该所述阈值的状态即“无变更”的信息,不对力信息进行变更而向从属控制部24输出。在力信息的修正方法中,通过力修正部25将力信息的位移(图5C的(fa12)-(fa11))乘以预先决定的常数(例如,0.5),通过力修正部25将乘算求出的值与当前的力信息(图5C的fa12)相加(图5C的(fa12)+0.5×((fa12)-(fa11))),由此通过力修正部25能够进行力信息的修正。
从属控制部24将从主控制部4输入给从属控制部24的位置信息向从属输入输出IF30输出。而且,将从力修正部位检测部27输入给从属控制部24的力信息由从属控制部24向力修正部25输出,将从力修正部25输入给从属控制部24的力信息由从属控制部24向主控制部4输出。
使用图4A和图6的流程图,说明第一实施方式中的主从机器人的控制装置100的操作次序。
在步骤S201中,当对象物102与被对象物103发生碰触时,通过力信息取得部26取得力信息,通过速度信息取得部28取得速度信息,从力信息取得部26和速度信息取得部28,将力信息取得部26取得的力信息和速度信息取得部28取得的速度信息分别向力修正部位检测部27输出。需要说明的是,在仅使用由力信息取得部26取得的力信息时,不需要通过速度信息取得部28取得速度信息。在此,说明使用力信息取得部26取得的力信息和速度信息取得部28取得的速度信息这两者的情况。
接着步骤S201,在步骤S206中,在步骤S201中取得了力信息和速度信息这两者时,使用力信息和速度信息中的任一个以上,在力修正部位检测部27中,检测力修正部位信息(力修正区间信息),并将检测到的力修正部位信息(力修正区间信息)从力修正部位检测部27经由从属控制部24向力修正部25输出。然后,在力修正部25中,对于由力信息取得部26取得的力信息,通过力修正部位检测部27来判断是否存在力修正部位(力修正区间)。需要说明的是,在仅使用力信息时,仅对力信息进行使用,在力修正部位检测部27中,检测力修正部位信息(力修正区间信息),并将检测到的力修正部位信息(力修正区间信息)从力修正部位检测部27经由从属控制部24向力修正部25输出。
在步骤S206中,在通过力修正部位检测部27判断为没有力修正部位(力修正区间)时,向步骤S210前进。
在步骤S206中,在通过力修正部位检测部27判断为有力修正部位(力修正区间)时,向步骤S208前进。
在步骤S208中,在力修正部25中,对于由力信息取得部26取得的力信息,通过力修正部位信息(力修正区间信息)在需要进行力修正时对检测到的力信息进行修正,向从属控制部24输出,之后,向步骤S210前进。
在步骤S210中,将输出给从属控制部24的力信息由从属控制部24向主控制部4发送,然后,从主控制部4向力传递部5传递。输入给力传递部5的所述力信息按照前述的方法向人手101传递,结束该流程。
《第一实施方式的效果》
在通常的作业中,当从属机械手32的对象物102的把持方法改变而对象物102与被对象物103发生碰触时,由力信息取得部26取得的力信息比把持方法改变之前减小,这种情况下,一直以来,人手101感觉到的力信息减小,操作变得困难,作业完成所需的时间变长。
相对于此,通过使用第一实施方式,利用力修正部25仅修正对象物102与被对象物103发生碰触时的力信息,由此,力信息借助力修正部25而增加。该增加后的力信息从力传递部5经由主控制部4及主周边装置6等向主机械手9输出,基于所述增加的力信息来驱动主电机64,因此操作上的重要部位明确地向人手101传递,作业变得简单,作业完成所需的时间缩短。
例如,可以仅使在进行作业时从外部向从属机械手32施加的力信息中的重要工序的力信息增加,向主机械手9传递。其结果是,作业中的力的强弱明确地向操作者传递,即便在部件或作业次序发生了改变的情况下,也能够简单地在短时间内进行作业。
需要说明的是,主控制装置3也可以具备力修正部位检测部27和力修正部25。
(第二实施方式)
在第一实施方式中,使对象物102与被对象物103发生了碰触时的施加给从属机械手32的力信息的绝对值增加,向主机械手9传递,由此,力明确地向人手101传递,能够简单地进行作业。相对于此,在本发明的第二实施方式中,使对象物102与被对象物103发生了碰触时的人手101过度地施加给主机械手9的力信息的绝对值减少,向从属机械手32传递,由此,即便在人手101向主机械手9施加了过度的力的情况下,也能够防止对象物102或被对象物103发生破损。以下,对此进行说明。
图7是表示本发明的第二实施方式中的主从机器人150的控制装置100A的框图。本发明的第二实施方式中的主控制部4、主输入输出IF7、主电机驱动器8、主机械手9、从属控制部24、速度信息取得部28、从属输入输出IF30、从属电机驱动器31、从属机械手32与第一实施方式相同,因此附加共用的参照符号而省略共用部分的说明,以下,仅对不同部分进行详细说明。
主控制装置3具备主控制部4和主力信息取得部10。
从属控制装置23具备从属控制部24、速度信息取得部28、从属力传递部33、从属力修正部39、从属力修正部位检测部40。
主力信息取得部10经由主输入输出IF7,取得安装在主机械手9的主手51上的主力传感器66(参照图2)的值作为力信息。主力信息取得部10取得的力信息从主力信息取得部10向主控制部4输出。
从属力传递部33将由从属控制部24输入给从属力传递部33的力信息由从属力传递部33向从属机械手32传递。力信息的传递方法是使用胡克定律(例如,弹簧常数为0.5),通过从属力传递部33将力信息转换成位置信息,将从属力传递部33算出的位置信息作为指令值,由从属力传递部33向从属机械手32输出,使从属电机74动作,由此实现力信息的传递。
从属力修正部位检测部40使用从主力信息取得部10经由主控制部4及从属控制部24输入给从属力修正部位检测部40的力信息及从速度信息取得部28输入给从属力修正部位检测部40的速度信息,通过从属力修正部位检测部40来检测力信息中的力修正部位(力修正区间),并将从属力修正部位检测部40检测到的力信息由从属力修正部位检测部40向从属控制部24输出。
使用图4A、图8A~图8C,说明从属力修正部位检测部40对力修正部位(力修正区间)的检测方法。图8A是表示由主机械手9检测到的力与时间的关系的图形,是由主力信息取得部10取得的力信息。图8B是表示由从属机械手32检测到的速度与时间的关系的图形,是由速度信息取得部28取得的速度信息。而且,图8C是表示向从属机械手32传递的力与时间的关系的图形,是进行了力修正之后向从属机械手32传递的力信息,虚线及白色圆圈是修正前的值,实线及黑色圆圈是修正后的值。
基于由主力信息取得部10每隔所述一定时间取得的力信息(例如,图8A的力信息(f21)和力信息(f22)),通过从属力修正部位检测部40判断为力信息的位移(力信息之差,即,图8A的(f22)-(f21))超过力信息的位移的阈值(例如,1.0N)时,成为通过从属力修正部位检测部40检测到了从属机械手32的从属手71把持的对象物102与被对象物103发生碰触的情况,取得该力信息(f22)的时刻作为“力修正部位”(力修正区间),而由从属力修正部位检测部40检测。
另一方面,基于主力信息取得部10取得的所述力信息(f21)和(f22),通过从属力修正部位检测部40判断为力信息的位移(力信息之差,即,图8A的(f22)-(f21))未超过力信息的位移的阈值时,作为“无变更”而由从属力修正部位检测部40检测。在此,“无变更”是指没有力修正部位(力修正区间)。
因此,通过从属力修正部位检测部40,将主力信息取得部10取得的力信息的所述位移((f22)-(f21))超过所述阈值的时刻(即,向从属机械手32传递的力的位移(图8C的(fa22)-(fa21))超过阈值的时刻(图8C的A2的时刻))作为“力修正开始时间”。而且,通过从属力修正部位检测部40,将主力信息取得部10取得的力信息的所述位移(图8A的(f24)-(f23))成为所述阈值以下的时刻(即,向从属机械手32传递的力的位移(图8C的(fc22)-(fc21))为所述阈值以下的时刻(图8C的C2时刻))作为“力修正结束时间”。并且,通过从属力修正部位检测部40,将从“力修正开始时间”到“力修正结束时间”的区间作为“力修正部位”(力修正区间)(图8C的B2区间)。
以上,说明了仅使用由主力信息取得部10取得的力信息,通过从属力修正部位检测部40来检测对力信息进行修正的力修正部位(力修正区间)的方法。作为仅使用由主力信息取得部10取得的力信息时的优点,列举出无需使用速度信息取得部28,能简易且廉价地进行的点。然而,本发明并未限定于此。
例如,也可以使用由主力信息取得部10取得的力信息和由速度信息取得部28取得的速度信息这两者,来检测对力信息进行修正的力修正部位(力修正区间)。
即,基于由速度信息取得部28每隔一定时间取得的速度信息(例如,图8B的速度信息(v21)和速度信息(v22)),通过从属力修正部位检测部40判断为速度信息的位移(速度信息之差,即,图8B的(v22)-(v21))超过速度信息的位移的阈值(例如,-0.01mm/ms)时,成为通过从属力修正部位检测部40检测到了从属机械手32的从属手71把持的对象物102与被对象物103发生碰触的情况,取得该速度信息(v22)的时刻作为“力修正部位”(力修正区间),而由从属力修正部位检测部40检测。
另一方面,基于速度信息取得部28取得的所述速度信息(v21)和(v22),通过从属力修正部位检测部40判断为速度信息的位移(速度信息之差,即,图8B的(v22)-(v21))未超过速度信息的位移的阈值时,作为“无变更”的时刻,而由从属力修正部位检测部40检测。在此,“无变更”是指没有力修正部位(力修正区间)。
因此,通过从属力修正部位检测部40,将由速度信息取得部28取得的速度信息的位移((v22)-(v21))超过所述阈值的时刻(即,向从属机械手32传递的力的位移(图8C的(fa22)-(fa21))超过阈值的时刻(图8C的A2的时刻))作为“力修正开始时间”。而且,通过从属力修正部位检测部40,将由主力信息取得部10取得的力信息的位移(图8C的(fc22)-(fc21))低于阈值(例如,-1.0N)的时刻(图8C的C2的时刻)作为“力修正结束时间”。通过从属力修正部位检测部40,将从“力修正开始时间”到“力修正结束时间”的区间作为“力修正部位”(力修正区间)(图8C的B2区间)。
如以上所述,作为使用由主力信息取得部10取得的力信息和由速度信息取得部28取得的速度信息这两者来检测“力修正开始时间”及“力修正结束时间”时的优点,与使用由主力信息取得部10取得的力信息或由速度信息取得部28取得的速度信息中的任一个信息来检测“力修正开始时间”及“力修正结束时间”的情况相比,列举出能进行误检测少的准确的检测的优点。
从属力修正部39基于由从属控制部24向从属力修正部39输入的力信息,作为“力修正部位”(力修正区间)的力信息,将修正了力信息后的信息向从属控制部24输出,另一方面,作为“无变更”的信息,不对力信息进行变更而向从属控制部24输出。在力信息的修正方法中,通过从属力修正部39将力信息的位移(图8C的(fa22)-(fa21))乘以预先决定的常数(例如,0.5),通过从属力修正部39从当前的力信息(图8C的fa22)减去乘算求出的值(图8C的(fa22)-0.5×((fa22)-(fa21))),由此能够通过从属力修正部39进行力信息的修正。
使用图4A和图9的流程图,说明第二实施方式中的主从机器人的控制装置100A的操作次序。
在步骤S212中,当对象物102与被对象物103发生碰触时,通过主力信息取得部10取得力信息,通过速度信息取得部28取得速度信息,从主力信息取得部10和速度信息取得部28,将主力信息取得部10取得的力信息和速度信息取得部28取得的速度信息分别向从属力修正部位检测部40输出。需要说明的是,在仅使用由主力信息取得部10取得的力信息时,不需要通过速度信息取得部28取得速度信息。在此,说明使用主力信息取得部10取得的力信息和速度信息取得部28取得的速度信息这两者的情况。
接着步骤S212,在步骤S213中,在步骤S212中取得了力信息和速度信息这两者时,使用力信息和速度信息中的任一个以上,在从属力修正部位检测部40中,检测力修正部位信息(力修正区间信息),并将检测到的力修正部位信息(力修正区间信息)由从属力修正部位检测部40经由从属控制部24向从属力修正部39输出。然后,在从属力修正部39中,对于由主力信息取得部10取得的力信息,通过从属力修正部位检测部40来判断是否存在力修正部位(力修正区间)。需要说明的是,在仅使用力信息时,仅对力信息进行使用,在从属力修正部位检测部40中,检测力修正部位信息(力修正区间信息),并将检测到的力修正部位信息(力修正区间信息)由从属力修正部位检测部40经由从属控制部24向从属力修正部39输出。
在步骤S213中,在通过从属力修正部位检测部40判断为没有力修正部位(力修正区间)时,向步骤S211前进。
在步骤S213中,在通过从属力修正部位检测部40判断为有力修正部位(力修正区间)时,向步骤S209前进。
在步骤S209中,在从属力修正部39中,对于由主力信息取得部10取得的力信息,通过力修正部位信息(力修正区间信息)在需要进行力修正时对检测到的力信息进行修正,向从属控制部24输出,之后,向步骤S211前进。
在步骤S211中,将输出给从属控制部24的力信息由从属控制部24向从属力传递部33传递。输入给从属力传递部33的所述力信息按照前述的方法向从属机械手9传递,结束该流程。
《第二实施方式的效果》
在通过人手101对主机械手9进行操作而把持有对象物102的从属机械手32进行作业的情况下,当人手101对主机械手9施加过度的力而对象物102与被对象物103发生碰触时,以往,对象物102或被对象物103有时会破损。
相对于此,通过使用第二实施方式,利用从属力修正部位检测部40来检测人手101施加了过度的力的情况,利用从属力修正部39将该力信息的绝对值减少而向从属机械手32传递,基于传递的力信息来驱动从属机械手32,由此防止对象物102或被对象物103的破损。
需要说明的是,在第二实施方式中,可以将图2中的各关节部驱动用及手驱动用的全部的主电机64去除。而且,主控制装置3也可以具备从属力修正部位检测部40和从属力修正部39。
(第三实施方式)
图10A及图10B是表示本发明的第三实施方式的主从机器人150的控制装置100B的框图。本发明的第三实施方式的主机器人系统1、从属控制部24、力信息取得部26、速度信息取得部28、从属周边装置29、从属机械手32与第一实施方式相同,因此标注共用的参照符号而省略共用部分的说明,以下,仅对不同的部分进行详细说明。
主控制装置3具备主控制部4和力传递部5。
从属控制装置23具备从属控制部24、力修正部25、力信息取得部26、速度信息取得部28、检测方法选择部34、基准信息存储部41、力修正部位检测部27。
另外,力修正部25与从属力修正部39的功能的差异如下所示。在力修正部25中,具有使传递给主机械手9的力增加的功能。另一方面,在从属力修正部39中,具有使传递给从属机械手32的力减少的功能。
检测方法选择部34选择“力信息及速度信息”、“力信息”、“速度信息”、“存储的力信息和速度信息”(以下,称为“基准”)中的1个信息。通过检测方法选择部34选择的选择信息向力修正部位检测部27输出,基于所述选择信息,通过力修正部位检测部27来指定检测力修正部位(力修正区间)时使用的信息。力修正部位检测部27与从属力修正部位检测部40、及力修正部25与从属力修正部39因检测方法选择部34选择的信息而不同,因此以下,按照选择的信息进行说明。
检测方法选择部34的各信息的选择方法如下,即,操作者(人)使用例如由配置有多个按钮的操作盘等构成的主输入输出IF7,按下操作者的作业经验和作业难易度的相应的按钮时,按照图11的数据库,通过检测方法选择部34自动地选择对应的信息(图11的数据库作为信息而存储于检测方法选择部34)。作业经验由操作者从“0~1年”、“1~3年”、“3年~”中选择1个,使用主输入输出IF7向检测方法选择部34输入。作业难易度从“难”、“普通”、“易”中选择1个,使用主输入输出IF7向检测方法选择部34输入。例如,作业经验选择“0~1年”,作业难易度选择“难”,分别从主输入输出IF7向检测方法选择部34输入时,在检测方法选择部34中,基于图11的数据库,选择“基准”。而且,作业经验选择“3年~”,作业难易度选择“易”,分别从主输入输出IF7向检测方法选择部34输入时,在检测方法选择部34中,基于图11的数据库,选择“速度信息”。而且,在分别未选择作业经验和作业难易度时,对于作业经验,自动选择“0~1年”,对于作业难易度,自动选择“普通”,使用主输入输出IF7向检测方法选择部34输入,在检测方法选择部34中,基于图11的数据库,选择“力信息及速度信息”。
基准信息存储部41在通过检测方法选择部34选择“基准”时使用,预先存储有对根据对象物102或对象物102的把持位置而使用的基准的信息进行选择那样的数据库(后面,在选择了“基准”时,进行详细叙述)。
(在通过检测方法选择部34选择了“力信息及速度信息”时)
力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40使用从力信息取得部26及主力信息取得部10向力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40输入的力信息、及从速度信息取得部28向力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40输入的速度信息,通过力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40来检测力信息中的力修正部位(力修正区间),并将通过力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40检测到的力信息从力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40向从属控制部24输出。
使用图5A~图5C、图8A~图8C说明力修正部位(力修正区间)的检测方法。图5A是由力信息取得部26取得的力信息,图8A是由主力信息取得部10取得的力信息,图5B和图8B是由速度信息取得部28取得的速度信息。而且,图5C是在进行了力修正之后向主机械手9传递的力信息,图8C是在进行了力修正之后向从属机械手32传递的力信息,虚线及白色圆圈是修正前的值,实线及黑色圆圈是修正后的值。
基于由速度信息取得部28每隔一定时间取得的速度信息,通过力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40判断为速度信息的位移(图5B的(v12)-(v11),图8B的(v22)-(v21))超过阈值(例如,-0.01mm/ms)时,成为通过力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40检测到了从属机械手32的从属手71把持的对象物102与被对象物103发生碰触的情况,取得该速度信息(v12)的时刻作为“力修正部位”(力修正区间),而由力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40检测。在通过力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40判断为力信息取得部26取得的力信息的位移超过阈值(例如,1.0N)时,作为“力修正部位”(力修正区间)而检测到的力信息由力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40检测为“增加”,在通过力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40判断为主力信息取得部10取得的力信息的位移超过阈值时,作为“力修正部位”(力修正区间)而检测到的力信息由力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40检测为“减少”。另一方面,在通过力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40判断为速度信息的位移未超过阈值时,作为“无变更”,而由力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40检测。
由此,通过力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40,将速度信息取得部28取得的速度信息的位移超过阈值的时刻(图5C的A1的时刻,图8C的A2的时刻)作为“力修正开始时间”。而且,通过力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40,将力信息取得部26及主力信息取得部10取得的力信息的位移(图5C的(fc12)-(fc11),图8C的(fc22)-(fc21))低于阈值(例如,-1.0N)的时刻(图5C的C1的时刻,图8C的C2的时刻)作为“力修正结束时间”。通过力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40,将从“力修正开始时间”到“力修正结束时间”的区间作为“力修正部位”(力修正区间)(图5C的B1区间,图8C的B2区间)。
力修正部25基于由从属控制部24向力修正部25输入的、检测到的力信息,作为“力修正部位”(力修正区间)的力信息,将修正了力信息之后的信息向从属控制部24输出,另一方面,作为“无变更”的信息,不对力信息进行变更而向从属控制部24输出。在力信息的修正方法中,通过力修正部25将力信息的位移(图5C的(fa12)-(fa11))乘以预先决定的常数(例如,0.5),通过力修正部25将乘算求出的值与当前的力信息(图5C的(fa12))相加(图5C的(fa12)+0.5×((fa12)-(fa11))),由此能够通过力修正部25进行力信息的修正。
从属力修正部39基于由从属控制部24向从属力修正部39输入的、检测到的力信息,作为“力修正部位”(力修正区间)的力信息,将修正了力信息后的信息向从属控制部24输出,另一方面,作为“无变更”的信息,不对力信息进行变更而向从属控制部24输出。在力信息的修正方法中,通过从属力修正部39将力信息的位移(图8C的(fa22)-(fa21))乘以预先决定的常数(例如,0.5),通过从属力修正部39从当前的力信息(图8C的(fa22))减去乘算求出的值(图8C的(fa22)-0.5×((fa22)-(fa21))),由此能够通过从属力修正部39进行力信息的修正。
(通过检测方法选择部34选择了“力信息”时)
力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40使用从力信息取得部26及主力信息取得部10向力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40输入的力信息,通过力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40来检测力信息中的力修正部位(力修正区间),并将力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40检测到的力信息从力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40向从属控制部24输出。
使用图12A~图13B,说明力修正部位(力修正区间)的检测方法。图12A是通过力信息取得部26取得的力信息,图13A是通过主力信息取得部10取得的力信息。而且,图12B是在力修正之后向主机械手9传递的力信息,图13B是在力修正之后向从属机械手32传递的力信息,虚线及白色圆圈是修正前的值,实线及黑色圆圈是修正后的值。
基于由力信息取得部26每隔一定时间取得的力信息,在通过力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40判断为力信息的位移(图12B的(fa32)-(fa31),图13B的(fa42)-(fa41))超过阈值(例如,1.0N)时,通过力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40检测到从属机械手32的从属手71把持的对象物102与被对象物103发生了碰触,作为“力修正部位”(力修正区间),而由力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40检测。在通过力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40判断为力信息取得部26取得的力信息的位移超过阈值时,作为“力修正部位”(力修正区间)而由力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40检测到的力信息通过力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40检测为“增加”,在通过力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40判断为主力信息取得部10取得的力信息的位移超过阈值时,作为“力修正部位”(力修正区间)而由力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40检测到的力信息通过力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40检测为“减少”。另一方面,在通过力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40判断为力信息的位移未超过阈值时,作为“无变更”,而由力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40检测。
因此,通过力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40,将力信息取得部26取得的力信息的位移超过阈值的时刻(图12B的A3时刻,图13B的A4的时刻)作为“力修正开始时间”。而且,通过力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40,将力信息取得部26取得的力信息的位移(图12B的(fc32)-(fc31),图13B的(fc42)-(fc41))低于阈值(例如,-1.0N)的时刻(图12B的C3的时刻,图13B的C4的时刻)作为“力修正结束时间”。通过力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40,将从“力修正开始时间”到“力修正结束时间”的区间作为“力修正部位”(力修正区间)(图12B的B3区间,图13B的B4区间)。
力修正部25基于由从属控制部24向力修正部25输入的、检测到的力信息,作为“力修正部位”(力修正区间)的力信息,将修正了力信息之后的信息向从属控制部24输出,另一方面,作为“无变更”的信息,不对力信息进行变更而向从属控制部24输出。在力信息的修正方法中,通过力修正部25将力信息的位移(图12b的(fa32)-(fa31))乘以预先决定的常数(例如,0.5),通过力修正部25将乘算求出的值与当前的力信息(图12B的(fa32))相加(图12B的(fa32)+0.5×((fa32)-(fa31))),由此能够通过力修正部25进行力信息的修正。
从属力修正部39基于由从属控制部24向从属力修正部39输入的、检测到的力信息,作为“力修正部位”(力修正区间)的力信息,将修正了力信息后的信息向从属控制部24输出,另一方面,作为“无变更”的信息,不对力信息进行变更而向从属控制部24输出。在力信息的修正方法中,通过从属力修正部39将力信息的位移(图13b的(fa42)-(fa41))乘以预先决定的常数(例如,0.5),通过从属力修正部39从当前的力信息(图13B的(fa42))减去乘算求出的值(图13B的(fa42)-0.5×((fa42)-(fa41)))),由此能够通过从属力修正部39进行力信息的修正。
(通过检测方法选择部34选择了“速度信息”时)
力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40使用从速度信息取得部28向力修正部位检测部27输入的速度信息,检测力信息中的力修正部位(力修正区间),并将力修正部位检测部27检测到的力信息从力修正部位检测部27向从属控制部24输出。
使用图图14A~图15C,说明力修正部位(力修正区间)的检测方法。图14A是通过力信息取得部26取得的力信息,图15A是通过主力信息取得部10取得的力信息。图14B、图15B是通过速度信息取得部28取得的速度信息。而且,图14C是在力修正之后向主机械手9传递的力信息,图15C是在力修正之后向从属机械手32传递的力信息,虚线及白色圆圈是修正前的值,实线及黑色圆圈是修正后的值。
基于由速度信息取得部28每隔一定时间取得的速度信息,在通过力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40判断为速度信息的位移(图14B的(v52)-(v51),图15B的(v62)-(v61))超过阈值(例如,-0.01mm/ms)时,通过力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40检测到从属机械手32的从属手71把持的对象物102与被对象物103发生了碰触,取得该速度信息(v52)的时刻作为“力修正部位”(力修正区间),而由力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40检测。在通过力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40判断为力信息取得部26取得的力信息的位移超过阈值(例如,1.0N)时,作为“力修正部位”(力修正区间)检测到的力信息通过力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40检测为“增加”,在通过力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40判断为主力信息取得部10取得的力信息的位移超过阈值时,作为“力修正部位”(力修正区间)检测到的力信息通过力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40检测为“减少”。另一方面,在通过力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40判断为速度信息的位移未超过阈值时,作为“无变更”,而由力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40检测。
因此,通过力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40,将速度信息取得部28取得的速度信息的位移超过阈值的时刻(图14C的A5的时刻,图15C的A6的时刻)作为“力修正开始时间”。而且,通过力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40,将速度信息取得部28取得的速度信息的位移(图14B的(v54)-(v53),图15B的(v64)-(v63))低于阈值(例如,-0.01mm/ms)的时刻(图14C的C5的时刻,图15C的C6的时刻)作为“力修正结束时间”。通过力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40,将从“力修正开始时间”到“力修正结束时间”的区间作为“力修正部位”(力修正区间)(图14C的B5区间,图15C的B6区间)。
力修正部25基于由从属控制部24向力修正部25输入的、检测到的力信息,作为“力修正部位”(力修正区间)的力信息,将修正了力信息之后的信息向从属控制部24输出,另一方面,作为“无变更”的信息,不对力信息进行变更而向从属控制部24输出。在力信息的修正方法中,通过力修正部25将力信息乘以常数倍(图14B的1.5×(fa51)),由此能够通过力修正部25进行力信息的修正。
从属力修正部39基于由从属控制部24向从属力修正部39输入的、检测到的力信息,作为“力修正部位”(力修正区间)的力信息,将修正了力信息后的信息向从属控制部24输出,另一方面,作为“无变更”的信息,不对力信息进行变更而向从属控制部24输出。在力信息的修正方法中,通过从属力修正部39将力信息乘以常数倍(图15B的0.5×(fa61)),由此能够通过从属力修正部39进行力信息的修正。
(通过检测方法选择部34选择了“基准”时)
力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40使用从基准信息存储部41、力信息取得部26、主力信息取得部10向力修正部位检测部27输入的力信息、从速度信息取得部28向力修正部位检测部27输入的速度信息,在力修正部位检测部27中检测力信息中的力修正部位(力修正区间),并将力修正部位检测部27检测到的力信息从力修正部位检测部27向从属控制部24输出。
使用图图16A~图17D,说明力修正部位(力修正区间)的检测方法。图16A及图17A分别是通过力信息取得部26取得的力信息。而且,图16B及图17B分别是从属基准及主基准的力信息,图16C、图17C分别是从属基准及主基准的速度信息。图16D及图17D分别是在力修正之后向主机械手9及从属机械手32传递的力信息,虚线及白色圆圈是修正前的值,实线及黑色圆圈是修正后的值。
利用力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40,使通过力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40判断为基准的力信息的位移(图16B的(fr72)-(fr71),图17B的(fr82)-(fr81))超过阈值(例如,1.0N)时的力信息、与通过力信息取得部26及主力信息取得部10取得的力信息的位移进行匹配,通过力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40检测能观察到同样的倾向的力信息(收敛于在基准的力信息的位移乘以常数(例如0.5或2)的范围内的情况(图17的0.5×((fr72)-(fr71))<((f72)-(f71))<2×((fr72)-(fr71))成立的时刻,图18的0.5×((fr82)-(fr81))<((f82)-(f81))<2×((fr82)-(fr81))成立的时刻))。
基于如此检测到的多个力信息,通过力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40检测为从属机械手32的从属手71把持的对象物102与被对象物103发生了碰触,作为“力修正部位”(力修正区间),而由力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40检测。另一方面,在通过力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40判断为力信息的位移未观察到同样的倾向时,作为“无变更”,而由力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40检测。在作为“力修正部位”(力修正区间)而由力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40检测到的力信息中,通过力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40判断为力信息取得部26取得的力信息的位移与从属基准的力信息的位移相匹配的情况下,通过力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40检测为“增加”。另一方面,通过力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40判断为主力信息取得部10取得的力信息的位移与主基准的力信息的位移相匹配的情况下,通过力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40检测为“减少”。
因此,通过力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40,将通过力信息取得部26及主力信息取得部10取得的力信息能观察到与基准的力信息同样的倾向的时刻(图16D的A7的时刻,图17D的A8的时刻)作为“力修正开始时间”。另一方面,通过力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40,将通过力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40判断为基准的力信息的位移(图16B的(fr74)-(fr73),图17B的(fr84)-(fr83))低于阈值(例如,-1.0N)时的力信息与通过力信息取得部26及主力信息取得部10取得的力信息的位移能观察到同样的倾向的时刻(图16D的C7的时刻,图17D的C8的时刻)作为“力修正结束时间”。通过力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40,将从“力修正开始时间”到“力修正结束时间”的区间作为“力修正部位”(力修正区间)(图16D的B7区间,图17D的B8区间)。
力修正部25基于由从属控制部24向力修正部25输入的、检测到的力信息,作为“力修正部位”(力修正区间)的力信息,将修正了力信息之后的信息向从属控制部24输出,另一方面,作为“无变更”的信息,不对力信息进行变更而向从属控制部24输出。在力信息的修正方法中,通过力修正部25使力信息增加成与基准的力信息相同的值。
从属力修正部39基于由从属控制部24向从属力修正部39输入的、检测到的力信息,作为“力修正部位”(力修正区间)的力信息,将修正了力信息之后的信息向从属控制部24输出,另一方面,作为“无变更”的信息,不对力信息进行变更而向从属控制部24输出。在力信息的修正方法中,使力信息减少成与基准的力信息相同的值。
基准的信息例如可以由制造主从机器人的控制装置的生产商预先提供,而预先存储于基准信息存储部41。而且,也可以追加基准的信息,对于事先通过实验取得的力信息或速度信息的基准的信息,可以使用主输入输出IF7,追加存储于基准信息存储部41。从属机械手32容易取得力信息的状况作为基准的信息使用,在图29A~图31的以往的示出了实验结果的柔性基板104的插入实验中,使用柔性基板104的把持位置5mm的信息作为基准的信息比使用柔性基板104的把持位置10mm的信息作为基准的信息更优异。基准的信息由基准信息存储部41存储,由图18所示那样的数据库保存,使用哪个基准的信息是在操作者使用主输入输出IF7通过按钮决定、操作对象物102或把持位置时,作为基准的信息而使用的。
图19是本发明的第三实施方式中的从取得力信息及速度信息之后到进行力修正为止的流程图。
首先,在步骤S201中,在力信息取得部26及主力信息取得部10分别取得力信息,并且在速度信息取得部28取得速度信息。
接下来,在步骤S202中,在检测方法选择部34,通过检测方法选择部34判断是否选择“力信息及速度信息”作为在力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40、和力修正部25及从属力修正部39中使用的信息。操作者使用主输入输出IF7将检测方法向检测方法选择部34选择输入,由此,在通过检测方法选择部34判断为选择“力信息及速度信息”时,向步骤S206前进。在通过检测方法选择部34判断为选择“力信息及速度信息”以外时,向步骤S203前进。
在步骤S203中,在检测方法选择部34,通过检测方法选择部34判断是否选择“力信息”作为在力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40、和力修正部25及从属力修正部39中使用的信息。操作者使用主输入输出IF7将检测方法向检测方法选择部34选择输入,由此,在通过检测方法选择部34判断为选择“力信息”时,向步骤S206前进。在通过检测方法选择部34判断为选择“力信息”以外时,向步骤S204前进。
在步骤S204中,在检测方法选择部34,通过检测方法选择部34判断是否选择“速度信息”作为在力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40、和力修正部25及从属力修正部39中使用的信息。操作者使用主输入输出IF7将检测方法向检测方法选择部34选择输入,由此,在通过检测方法选择部34判断为选择“速度信息”时,向步骤S206前进。在通过检测方法选择部34判断为选择“速度信息”以外时,向步骤S205前进。
在步骤S205中,在检测方法选择部34,通过检测方法选择部34判断是否选择“基准”作为在力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40、和力修正部25及从属力修正部39中使用的信息。操作者使用主输入输出IF7将检测方法向检测方法选择部34选择输入,由此,在通过检测方法选择部34判断为选择“基准”时,向步骤S206前进。在通过检测方法选择部34判断为选择“基准”以外时,不选择步骤S202~步骤S205的任何信息,这种情况下,相当于前面的说明中的作业经验和作业难易度分别未选择的情况。即,通过检测方法选择部34自动地选择“力信息及速度信息”,向步骤S206前进。
在步骤S206中,使用由检测方法选择部34选择的信息,在力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40,检测是否进行力修正。在通过力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40检测为进行力修正时,向步骤S207前进。在通过力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40检测为不进行力修正时,向步骤S300前进。
在步骤S300中,将不进行力修正的力信息直接从力修正部25向主机械手9及从属机械手32传递,结束一连串的流程。
在步骤S207中,在力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40,当检测到进行力修正的情况下,作为力修正,检测是增加还是减少力信息。需要说明的是,在作为“无变更”而由力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40检测到的部位(区间),不对力信息进行修正,通过力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40来传递力信息。在作为“增加”而由力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40检测到的部位(区间),向步骤S208前进。在不是“增加”而作为“减少”由力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40检测到的部位(区间),向步骤S209前进。
在步骤S208中,在力修正部25使力信息的绝对值增加,之后,向步骤S210前进。
在步骤S210中,将增加后的力信息从力修正部25向主机械手9传递,结束一连串的流程。
另一方面,在步骤S209中,在作为“减少”而由力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40检测到的部位(区间),通过从属力修正部39使力信息的绝对值减少,之后,向步骤S211前进。
在步骤S211中,将减少后的力信息由从属力修正部39向从属机械手32传递,结束一连串的流程。
《第三实施方式的效果》
由于能够对应于操作者的能力或作业的难易度来变更对力进行修正的次序,因此与第一实施方式及第二实施方式相比,能够更有效地进行作业。
(第四实施方式)
图20A及图20B是表示本发明的第四实施方式的主从机器人150的控制装置100C的框图。本发明的第四实施方式的主机器人系统1、从属控制部24、力信息取得部26、力修正部位检测部27、速度信息取得部28、从属周边装置29、从属机械手32与第一实施方式相同,因此标注共用的参照符号而省略共用部分的说明,以下,仅对不同部分进行详细说明。
主控制装置3具备主控制部4和力传递部5。
从属控制装置23具备从属控制部24、力修正部25、力信息取得部26、力修正部位检测部27、速度信息取得部28、力修正方法选择部35、修正量存储部42。
在力修正方法选择部35中,选择“对象物把持位置信息”、“对象物柔软度信息”、“主把持位置信息”中的1个信息。通过力修正方法选择部35选择的选择信息向力修正部25输出,基于所述选择信息,通过力修正部25来指定进行力修正时使用的信息。力修正部25及从属力修正部39根据力修正方法选择部35选择的选择信息而不同,因此,以下按照选择的各信息进行说明。
在力修正方法选择部35中的各信息的选择方法中,操作者(人)使用例如由配置有多个按钮的操作盘等构成的主输入输出IF7,通过操作者的手动来按下“对象物把持位置信息”、“对象物柔软度信息”、“主把持位置信息”这些按钮中的1个时,基于其按下而输入的信息,通过力修正方法选择部35来选择所述输入的信息。若操作者什么都没选择,则通过力修正方法选择部35自动地选择“对象物把持位置信息”。
修正量存储部42保管与通过力修正方法选择部35选择的信息对应的数据库(存储有从属机械手32把持对象物102的位置信息等的通过力修正方法选择部35选择的信息与修正量的关系信息的数据库)。关于各个数据库,在后面叙述。而且,各数据库对应于主输入输出IF7的输入,通过力修正部25及从属力修正部39,从修正量存储部42决定修正量。
(在通过力修正方法选择部35选择了“对象物把持位置信息”时)
力修正部25及从属力修正部39基于由从属控制部24向力修正部25及从属力修正部39输入的力信息,作为“力修正部位”(力修正区间)的力信息,将修正了力信息之后的信息向从属控制部24输出,另一方面,作为“无变更”的信息,不对力信息进行变更而向从属控制部24输出。
另外,关于力修正部25与从属力修正部39的功能的差异,如下所示。在力修正部25中,具有使传递给主机械手9的力增加的功能。而在从属力修正部39中,具有使传递给从属机械手32的力减少的功能。
使用图21及图22A及图22B,说明力信息的修正方法。作为一例,说明对应于对象物的种类和把持位置,通过力修正部25及从属力修正部39,从修正量存储部42决定力信息的修正量的情况。在此,对象物的把持位置如图21所示表示在从属机械手32把持对象物102时,从从属机械手32的手指尖部(从属手71)(图21的A)到对象物102的前端(图21的B)的距离D1。
作为对象物把持位置D1的取得方法,考虑人利用规尺等直接测定距离D1、使用主输入IF7进行输入的方法、或使用相机通过图像识别来测定距离D1的方法等。
在此,作为一例,使用图22A及图22B来说明通过图像识别测定对象物把持位置D1并进行力修正的次序。
在图22A及图22B的表示主从机器人150的控制装置100D的框图中,图1的主机器人系统1、从属控制部24、力信息取得部26、力修正部位检测部27、速度信息取得部28、从属周边装置29、从属机械手32与第一实施方式相同,因此标注共用的参照符号而省略共用部分的说明,以下,仅对不同部分进行详细说明。需要说明的是,图20A及图20B的结构与图22A及图22B的结构的差异在于追加了相机等图像拍摄装置36和与图像拍摄装置36连接的把持位置取得部37。在此,通过图像拍摄装置36和把持位置取得部37构成对象物把持位置取得部110。
相机等图像拍摄装置36取得从属机械手32把持对象物102的图像,并将取得的图像信息向把持位置取得部37输出。
把持位置取得部37基于由图像拍摄装置36取得的图像信息而算出对象物把持位置信息,向力修正部25和从属力修正部39输出。力修正部25及从属力修正部39使用来自把持位置取得部37的对象物把持位置信息,由修正量存储部42保管,通过图23所示那样的保存有与对象物、把持位置、修正量的关系的数据库,利用力修正部25及从属力修正部39,分别求出修正量。在此,关于使用的对象物的种类(图23中的柔性基板A或螺钉A等),由操作者使用主输入输出IF7的按钮向修正量存储部42输入。基于操作者输入的所使用的对象物的种类的信息和来自把持位置取得部37的对象物把持位置信息,力修正部25及从属力修正部39从修正量存储部42取得修正量。修正量存储部42的数据库的值在柔性基板A时,随着把持位置变长为5mm、10mm,在修正量增加的情况下增大为1.2倍、1.4倍,在修正量减少的情况下增大为0.6倍、0.8倍。在柔性基板B时,随着把持位置变长为5mm、10mm,在修正量增加的情况下增大为1.5倍、2.0倍,在修正量减少的情况下增大为0.2倍、0.5倍。
对于修正量是增加的情况还是减少的情况的判断,如下所示。在通过力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40判断为力信息取得部26取得的力信息的位移超过阈值(例如,1.0N)时,通过力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40检测为“增加”。在通过力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40判断为主力信息取得部10取得的力信息的位移超过阈值时,通过力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40检测为“减少”。
(在通过力修正方法选择部35选择了“对象物柔软度信息”时)
力修正部25及从属力修正部39基于由从属控制部24向力修正部25及从属力修正部39输入的力信息,作为“力修正部位”(力修正区间)的力信息,将修正了力信息之后的信息向从属控制部24输出,另一方面,作为“无变更”的信息,不对力信息进行变更而向从属控制部24输出。
关于力信息的修正方法,对应于对象物柔软度信息,力修正部25及从属力修正部39从修正量存储部42决定力信息的修正量。对象物柔软度表示对象物的压曲载荷,需要操作者事先测定对象物的压曲载荷。事先测定而取得的压曲载荷由操作者使用主输入IF7向修正量存储部42输入。关于对象物的压曲载荷的测定方法,使用图24A~图24F进行说明。图24A~图24C是使用了柔性基板104时的横向观察到的图,图24D~图24F表示使用了螺钉107时的图。
首先,如图24A及图24D所示,使对象物在固定台108上立起,利用固定台108将对象物的与插入方向侧相反侧的端部固定。
接下来,如图24B及图24E所示,使用力施加装置109,逐渐将力沿着对象物的长度方向,向对象物的插入方向侧的端部施加。
并且,如图24C及图24F所示,测定对象物发生了压曲时的力的大小,将该力的大小作为压曲载荷。
关于如此得到的压曲载荷和对象物的种类,由操作者使用主输入IF7输入,存储在修正量存储部42中。
作为使用了对象物柔软度信息的修正量的算出方法,通过修正量存储部42存储图25所示那样的保存有与对象物的种类、压曲载荷、修正量的关系的数据库,根据对象物的种类和压曲载荷的信息,力修正部25及从属力修正部39从修正量存储部42求出修正量。数据库的值在柔性基板A时,随着压曲载荷增大(变硬)为10N、20N,在修正量增加的情况下减小为1.4倍、1.2倍,在修正量减少的情况下减小为0.8倍、0.6倍。
关于修正量是增加的情况还是减少的情况的判断,如下所示。在通过力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40判断为力信息取得部26取得的力信息的位移超过阈值(例如,1.0N)时,通过力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40检测为“增加”,在通过力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40判断为主力信息取得部10取得的力信息的位移超过阈值时,通过力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40检测为“减少”。
(在通过力修正方法选择部35选择了“主把持位置信息”时)
力修正部25及从属力修正部39基于由从属控制部24向力修正部25及从属力修正部39输入的力信息,作为“力修正部位”(力修正区间)的力信息,将修正了力信息之后的信息向从属控制部24输出,另一方面,作为“无变更”的信息,不对力信息进行变更而向从属控制部24输出。
关于力信息的修正方法,使用图26A~图26B进行说明。如图26A所示,主把持位置信息是人手101把持主机械手9的位置信息。在此,在主机械手9上,在图26A中的A点、B点、C点这三点上分别安装作为主把持位置取得部的一例的力传感器66A、66B、66C。
由力传感器66A、66B、66C取得的力信息经由主输入输出IF7向主力信息取得部10传送了各力信息(参照图7)之后,经由主控制部4和从属控制部24向力修正部25传送所述各力信息。此时,通过力修正部25对A点、B点、C点的力信息进行比较,在力修正部25中,将表示最大的值的点作为主把持位置。而且,在从属机械手32(参照图21的形状)与主机械手9的形状不同的图26B那样的情况下,也在主机械手9安装三个力传感器66A、66B、66C,基于A点、B点、C点的力信息来取得把持位置。作为使用了主把持位置信息的修正量的算出方法,通过修正量存储部42存储图27所示那样的保存有主把持位置与修正量的关系的数据库,通过力修正部25及从属力修正部39,从修正量存储部42求出力信息的修正量。数据库的值随着主把持位置成为A点、B点、C点,在修正量增加的情况下增大为1.2倍、1.4倍、1.6倍,在修正量减少的情况下减小为0.8倍、0.6倍、0.4倍。
图28是本发明的第四实施方式的从取得力信息和速度信息到进行力修正为止的流程图。
首先,在步骤S201中,在力信息取得部26及主力信息取得部10分别取得力信息,并且在速度信息取得部28取得速度信息。
接下来,在步骤S206中,在力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40,检测是否进行力修正。即,在力修正部25中,关于通过力信息取得部26及主力信息取得部10取得的力信息,通过力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40判断是否为力修正部位(力修正区间)。
关于力修正部位检测部27与从属力修正部位检测部40的功能的差异,如下所示。在力修正部位检测部27中,具有使用力信息取得部26取得的力信息和速度信息取得部28取得的速度信息中的任一个以上的信息来检测“力修正部位”(力修正区间)的功能。另一方面,在从属力修正部位检测部40中,具有使用主力信息取得部10取得的力信息和速度信息取得部28取得的速度信息中的任一个以上的信息来检测“力修正部位”(力修正区间)的功能。
在步骤S206中,当通过力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40判断为没有力修正部位(力修正区间)时,向步骤S300前进。
在步骤S300中,将未进行力修正的力信息直接从力修正部25向主机械手9及从属机械手32传递,结束一连串的流程。
在步骤S206中,当通过力修正部位检测部27或从属力修正部位检测部40判断为有力修正部位(力修正区间)时,向步骤S207前进。
在步骤S207中,通过力修正部位检测部27或从属力修正部位检测部40判断为有力修正部位(力修正区间),而在力修正部位检测部27或从属力修正部位检测部40进行力修正时,检测使修正量增加还是减少。需要说明的是,在作为“无变更”而由力修正部位检测部27或从属力修正部位检测部40检测到的部位(区间),不对力信息进行修正,而通过力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40传递力信息。在作为“增加”而由力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40检测到的部位(区间),向步骤S221A前进。另一方面,在作为“减少”而由力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40检测到的部位(区间),向步骤S221B前进。
在步骤S221A中,在力修正方法选择部35,通过力修正方法选择部35判断是否选择“对象物把持位置信息”作为在力修正部25及从属力修正部39中使用的信息。在通过力修正方法选择部35判断为选择“对象物把持位置信息”作为在力修正部25及从属力修正部39中使用的信息时,向步骤S208前进。在通过力修正方法选择部35判断为未选择“对象物把持位置信息”作为在力修正部25及从属力修正部39中使用的信息时,向步骤S222A前进。
在步骤S222A中,在力修正方法选择部35,通过力修正方法选择部35判断是否选择“对象物柔软度信息”作为在力修正部25及从属力修正部39中使用的信息。在通过力修正方法选择部35判断为选择“对象物柔软度信息”作为在力修正部25及从属力修正部39中使用的信息时,向步骤S208前进。在通过力修正方法选择部35判断为未选择“对象物柔软度信息”作为在力修正部25及从属力修正部39中使用的信息时,向步骤S223A前进。
在步骤S223A中,在力修正方法选择部35,通过力修正方法选择部35判断是否选择“主把持位置信息”作为在力修正部25及从属力修正部39中使用的信息。在通过力修正方法选择部35判断为选择“主把持位置信息”作为在力修正部25及从属力修正部39中使用的信息时,向步骤S208前进。在通过力修正方法选择部35判断为未选择“主把持位置信息”作为在力修正部25及从属力修正部39中使用的信息时,不选择步骤S221A~步骤S223A的任何信息,这种情况下,成为操作者什么都没选择的情况,通过力修正方法选择部35自动地选择“对象物把持位置信息”,向步骤S208前进。
在步骤S208中,使用由力修正方法选择部35选择的信息,在作为“增加”而由力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40检测到的部位(区间),通过力修正部25使力信息的绝对值增加,之后,向步骤S210前进。
在步骤S210中,将增加后的力信息从力修正部25向主机械手9传递,结束一连串的流程。
另一方面,在步骤S221B中,在力修正方法选择部35,通过力修正方法选择部35判断是否选择“对象物把持位置信息”作为在力修正部25及从属力修正部39中使用的信息。在通过力修正方法选择部35判断为选择“对象物把持位置信息”作为在力修正部25及从属力修正部39中使用的信息时,向步骤S209前进。在通过力修正方法选择部35判断为未选择“对象物把持位置信息”作为在力修正部25及从属力修正部39中使用的信息时,向步骤S222B前进。
在步骤S222B中,在力修正方法选择部35,通过力修正方法选择部35判断是否选择“对象物柔软度信息”作为在力修正部25及从属力修正部39中使用的信息。在通过力修正方法选择部35判断为选择“对象物柔软度信息”作为在力修正部25及从属力修正部39中使用的信息时,向步骤S209前进。在通过力修正方法选择部35判断为未选择“对象物柔软度信息”作为在力修正部25及从属力修正部39中使用的信息时,向步骤S223B前进。
在步骤S223B中,在力修正方法选择部35,通过力修正方法选择部35判断是否选择“主把持位置信息”作为在力修正部25及从属力修正部39中使用的信息。在通过力修正方法选择部35判断为选择“主把持位置信息”作为在力修正部25及从属力修正部39中使用的信息时,向步骤S209前进。在通过力修正方法选择部35判断为未选择“主把持位置信息”作为在力修正部25及从属力修正部39中使用的信息时,未选择步骤S221B~步骤S223B的任何信息,这种情况下,成为操作者什么也未选择的情况,通过力修正方法选择部35自动选择“对象物把持位置信息”,向步骤S209前进。
在步骤S209中,在作为“减少”而由力修正部位检测部27及从属力修正部位检测部40中检测到的部位(区间),通过从属力修正部39使力信息的绝对值减少,之后,向步骤S211前进。
在步骤S211中,将减少后的力信息从力修正部25向从属机械手32传递,结束一连串的流程。
《第四实施方式的效果》
在进行按照各作业而对象物的把持位置不同的作业的情况下,当选择“对象物把持位置信息”时,根据把持对象物的位置来调整修正量。其结果是,能够容易地进行按照各作业而对象物的把持位置不同的作业。同样地,在进行按照各作业而对象物的柔软度不同的作业的情况下,当选择“对象物柔软度信息”时,根据对象物的柔软度来调整修正量。其结果是,能够容易地进行按照各作业而对象物的柔软度不同的作业。而且,当选择“主把持位置信息”时,能够按照人的意思来调整修正量,因此在进行细微的作业时(例如,将柔性基板向连接器插入的作业时)增大修正量,在进行粗略的作业时(例如,使柔性基板移动至连接器的插入口的作业时)减少修正量,如此,人能够根据作业来调整修正量。
此外,通过将上述各种实施方式中的任意的实施方式适当组合,而能够起到各自具有的效果。
【工业实用性】
本发明作为工业用机器人等、人操作的机器人和进行作业的机器人能够分别操作的主从机器人的控制装置及控制方法、主从机器人、机器人控制的程序、以及集成电子电路是有用的。而且,并不局限于工业用机器人,也能够适用为家庭用的机器人、机器人的控制装置、机器人控制的控制程序、以及集成电子电路。
本发明参照附图并与优选的实施方式关联而充分地进行了记载,但对于本领域技术人员而言能够进行各种变形或修正。这种变形或修正只要不脱离权利要求书所限定的本发明的范围,就应理解为包含于其中。

Claims (16)

1.一种主从机器人的控制装置,该主从机器人具备从属机械手和主机械手,该从属机械手把持对象物,与被对象物接触并进行作业,人经由该主机械手而远程操作所述从属机械手,所述主从机器人的控制装置具备:
力信息取得部,其取得从外部向所述从属机械手施加的力信息;
力修正部位检测部,其根据所述力信息取得部取得的力信息,检测所述力信息中的需要修正的区间的信息即力修正部位;
力修正部,其对所述力修正部位检测部检测到的区间的所述力信息进行修正;
力传递部,其将来自所述力修正部的力信息向所述主机械手传递;
主控制部,在所述人基于来自所述力传递部的力信息来操作所述主机械手时,该主控制部控制所述主机械手的操作信息;
从属控制部,其与所述从属机械手和所述主控制部连接,并输出将从所述主控制部发送的所述主机械手的操作信息向所述从属机械手传递的控制信号,并且,
还具备取得所述从属机械手的手指尖部的速度信息的速度信息取得部,
所述力修正部位检测部通过所述速度信息取得部取得的速度信息,检测对所述力信息进行修正的区间。
2.一种主从机器人的控制装置,该主从机器人具备从属机械手和主机械手,该从属机械手把持对象物,与被对象物接触并进行作业,人经由该主机械手而远程操作所述从属机械手,所述主从机器人的控制装置具备:
主力信息取得部,其取得所述人向所述主机械手施加的力信息;
从属力修正部位检测部,其根据所述主力信息取得部取得的力信息,检测所述力信息中的需要修正的区间的信息即力修正部位;
从属力修正部,其对所述从属力修正部位检测部检测到的区间的所述力信息进行修正;
从属力传递部,其将来自所述从属力修正部的力信息向所述从属机械手传递;
主控制部,在所述人基于来自所述从属力传递部的力信息来操作所述主机械手时,该主控制部控制所述主机械手的操作信息;
从属控制部,其与所述从属机械手和所述主控制部连接,并输出将从所述主控制部发送的所述主机械手的操作信息向所述从属机械手传递的控制信号,并且,
还具备取得所述从属机械手的手指尖部的速度信息的速度信息取得部,
所述从属力修正部位检测部通过所述速度信息取得部取得的速度信息,检测对所述力信息进行修正的区间。
3.根据权利要求1或2所述的主从机器人的控制装置,其中,
还具备检测方法选择部,该检测方法选择部在所述力修正部位检测部或所述从属力修正部位检测部检测所述力修正部位时,选择“力信息及速度信息”、“力信息”、“速度信息”、“存储的力信息和速度信息”中的任一个信息,
基于所述检测方法选择部选择的所述信息,通过所述力修正部位检测部或所述从属力修正部位检测部检测所述力修正部位。
4.根据权利要求3所述的主从机器人的控制装置,其中,
所述力修正部位检测部或所述从属力修正部位检测部在所述检测方法选择部选择了所述“力信息及速度信息”时,
将所述速度信息取得部取得的速度信息的位移超过第一阈值的时间作为力修正开始时间,
将所述力信息取得部取得的力信息的位移低于第二阈值的时间作为力修正结束时间,
并检测从所述力修正开始时间到所述力修正结束时间的区间作为所述力修正部位。
5.根据权利要求3所述的主从机器人的控制装置,其中,
所述力修正部位检测部或所述从属力修正部位检测部在所述检测方法选择部选择了所述“力信息”时,
将所述力信息取得部取得的力信息的位移超过第一阈值的时间作为力修正开始时间,
将所述力信息取得部取得的力信息的位移低于第二阈值的时间作为力修正结束时间,
并检测从所述力修正开始时间到所述力修正结束时间的区间作为所述力修正部位。
6.根据权利要求3所述的主从机器人的控制装置,其中,
所述力修正部位检测部或所述从属力修正部位检测部在所述检测方法选择部选择了所述“速度信息”时,
将所述速度信息取得部取得的速度信息的位移超过第一阈值的时间作为力修正开始时间,
将所述速度信息取得部取得的速度信息的位移低于第二阈值的时间作为力修正结束时间,
并检测从所述力修正开始时间到所述力修正结束时间的区间作为所述力修正部位。
7.根据权利要求3所述的主从机器人的控制装置,其中,
还具备预先存储力信息和速度信息的存储部,
所述力修正部位检测部或所述从属力修正部位检测部在所述检测方法选择部选择了所述“存储的力信息和速度信息”时,
将通过所述力信息取得部或所述速度信息取得部取得的力信息或速度信息的位移,相对于存储在所述存储部中的力信息或速度信息的位移超过第一阈值时的力信息或速度信息的位移,而收敛在某阈值的范围内的时间作为力修正开始时间,
将通过所述力信息取得部或所述速度信息取得部取得的力信息或速度信息的位移,相对于存储在所述存储部中的力信息或速度信息的位移低于第二阈值时的力信息或速度信息的位移,而收敛在某阈值的范围内的时间作为力修正结束时间,
并检测从所述力修正开始时间到所述力修正结束时间的区间作为所述力修正部位。
8.一种主从机器人的控制装置,该主从机器人具备从属机械手和主机械手,该从属机械手把持对象物,与被对象物接触并进行作业,人经由该主机械手而远程操作所述从属机械手,所述主从机器人的控制装置具备:
力信息取得部,其取得从外部向所述从属机械手施加的力信息;
力修正部位检测部,其根据所述力信息取得部取得的力信息,检测所述力信息中的需要修正的区间的信息即力修正部位;
力修正部,其对所述力修正部位检测部检测到的区间的所述力信息进行修正;
力传递部,其将来自所述力修正部的力信息向所述主机械手传递;
主控制部,在所述人基于来自所述力传递部的力信息来操作所述主机械手时,该主控制部控制所述主机械手的操作信息;
从属控制部,其与所述从属机械手和所述主控制部连接,并输出将从所述主控制部发送的所述主机械手的操作信息向所述从属机械手传递的控制信号,并且,
还具备力修正方法选择部,该力修正方法选择部在所述力修正部对力进行修正时,选择“对象物把持位置信息”、“对象物柔软度信息”、“主把持位置信息”中的任一个信息,
所述力修正部通过所述力修正方法选择部选择的力修正方法,修正所述力信息。
9.一种主从机器人的控制装置,该主从机器人具备从属机械手和主机械手,该从属机械手把持对象物,与被对象物接触并进行作业,人经由该主机械手而远程操作所述从属机械手,所述主从机器人的控制装置具备:
主力信息取得部,其取得所述人向所述主机械手施加的力信息;
从属力修正部位检测部,其根据所述主力信息取得部取得的力信息,检测所述力信息中的需要修正的区间的信息即力修正部位;
从属力修正部,其对所述从属力修正部位检测部检测到的区间的所述力信息进行修正;
从属力传递部,其将来自所述从属力修正部的力信息向所述从属机械手传递;
主控制部,在所述人基于来自所述从属力传递部的力信息来操作所述主机械手时,该主控制部控制所述主机械手的操作信息;
从属控制部,其与所述从属机械手和所述主控制部连接,并输出将从所述主控制部发送的所述主机械手的操作信息向所述从属机械手传递的控制信号,并且,
还具备力修正方法选择部,该力修正方法选择部在所述从属力修正部对力进行修正时,选择“对象物把持位置信息”、“对象物柔软度信息”、“主把持位置信息”中的任一个信息,
所述从属力修正部通过所述力修正方法选择部选择的力修正方法,修正所述力信息。
10.根据权利要求8或9所述的主从机器人的控制装置,其中,还具备:
取得所述从属机械手把持所述对象物的位置信息的对象物把持位置取得部;
存储所述从属机械手把持所述对象物的位置信息与修正量的关系信息的修正量存储部,
所述力修正部或所述从属力修正部在所述力修正方法选择部选择了所述“对象物把持位置信息”时,
通过所述对象物把持位置取得部取得所述从属机械手把持所述对象物的把持位置信息,
使用所述对象物把持位置取得部取得的所述把持位置信息,从所述修正量存储部求出所述力信息的修正量。
11.根据权利要求8或9所述的主从机器人的控制装置,其中,
还具备存储所述对象物的柔软度信息与修正量的关系信息的修正量存储部,
所述力修正部或所述从属力修正部在所述力修正方法选择部选择了所述“对象物柔软度信息”时,
从所述修正量存储部取得基于所述对象物的所述对象物的柔软度信息,
使用所述柔软度信息,从所述修正量存储部求出所述力信息的修正量。
12.根据权利要求8或9所述的主从机器人的控制装置,其中,还具备:
取得所述人把持所述主机械手的位置信息的主把持位置取得部;
存储所述人把持所述主机械手的位置信息与修正量的关系信息的修正量存储部,
所述力修正部或所述从属力修正部在所述力修正方法选择部选择了所述“主把持位置信息”时,
通过所述主把持位置信息取得部取得所述人把持所述主机械手的位置信息,
使用所述主把持位置信息取得部取得的所述位置信息,从所述修正量存储部求出所述力信息的修正量。
13.一种主从机器人的控制装置的控制方法,该主从机器人具备从属机械手和主机械手,该从属机械手把持对象物,与被对象物接触并进行作业,人经由该主机械手而远程操作所述从属机械手,在所述主从机器人的控制装置的控制方法中,
通过力信息取得部取得从外部向所述从属机械手施加的力信息,
根据所述力信息取得部取得的力信息,通过力修正部位检测部检测所述力信息中的需要修正的区间的信息即力修正部位,
通过力修正部对所述力修正部位检测部检测到的区间的所述力信息进行修正,
通过力传递部将来自所述力修正部的力信息向所述主机械手传递,
在所述人基于来自所述力传递部的力信息来操作所述主机械手时,通过主控制部控制所述主机械手的操作信息,
通过与所述从属机械手和所述主控制部连接的从属控制部输出将从所述主控制部发送的所述主机械手的操作信息向所述从属机械手传递的控制信号,
通过速度信息取得部取得所述从属机械手的手指尖部的速度信息,
所述力修正部位检测部在检测所述力修正部位时,通过所述速度信息取得部取得的速度信息,检测对所述力信息进行修正的区间。
14.一种主从机器人的控制装置的控制方法,该主从机器人具备从属机械手和主机械手,该从属机械手把持对象物,与被对象物接触并进行作业,人经由该主机械手而远程操作所述从属机械手,在所述主从机器人的控制装置的控制方法中,
通过主力信息取得部取得所述人向所述主机械手施加的力信息,
根据所述主力信息取得部取得的力信息,通过从属力修正部位检测部检测所述力信息中的需要修正的区间的信息即力修正部位,
通过从属力修正部对所述从属力修正部位检测部检测到的区间的所述力信息进行修正,
通过从属力传递部将来自所述从属力修正部的力信息向所述从属机械手传递,
在所述人基于来自所述从属力传递部的力信息来操作所述主机械手时,通过主控制部控制所述主机械手的操作信息,
通过与所述从属机械手和所述主控制部连接的从属控制部输出将从所述主控制部发送的所述主机械手的操作信息向所述从属机械手传递的控制信号,
通过速度信息取得部取得所述从属机械手的手指尖部的速度信息,
所述从属力修正部位检测部在检测所述力修正部位时,通过所述速度信息取得部取得的速度信息,检测对所述力信息进行修正的区间。
15.一种主从机器人的控制装置的控制方法,该主从机器人具备从属机械手和主机械手,该从属机械手把持对象物,与被对象物接触并进行作业,人经由该主机械手而远程操作所述从属机械手,在所述主从机器人的控制装置的控制方法中,
通过力信息取得部取得从外部向所述从属机械手施加的力信息,
根据所述力信息取得部取得的力信息,通过力修正部位检测部检测所述力信息中的需要修正的区间的信息即力修正部位,
通过力修正部对所述力修正部位检测部检测到的区间的所述力信息进行修正,
通过力传递部将来自所述力修正部的力信息向所述主机械手传递,
在所述人基于来自所述力传递部的力信息来操作所述主机械手时,通过主控制部控制所述主机械手的操作信息,
通过与所述从属机械手和所述主控制部连接的从属控制部输出将从所述主控制部发送的所述主机械手的操作信息向所述从属机械手传递的控制信号,
在所述力修正部对力进行修正时,通过力修正方法选择部选择“对象物把持位置信息”、“对象物柔软度信息”、“主把持位置信息”中的任一个信息,
所述力修正部在进行所述修正时,通过所述力修正方法选择部选择的力修正方法,修正所述力信息。
16.一种主从机器人的控制装置的控制方法,该主从机器人具备从属机械手和主机械手,该从属机械手把持对象物,与被对象物接触并进行作业,人经由该主机械手而远程操作所述从属机械手,在所述主从机器人的控制装置的控制方法中,
通过主力信息取得部取得所述人向所述主机械手施加的力信息,
根据所述主力信息取得部取得的力信息,通过从属力修正部位检测部检测所述力信息中的需要修正的区间的信息即力修正部位,
通过从属力修正部对所述从属力修正部位检测部检测到的区间的所述力信息进行修正,
通过从属力传递部将来自所述从属力修正部的力信息向所述从属机械手传递,
在所述人基于来自所述从属力传递部的力信息来操作所述主机械手时,通过主控制部控制所述主机械手的操作信息,
通过与所述从属机械手和所述主控制部连接的从属控制部输出将从所述主控制部发送的所述主机械手的操作信息向所述从属机械手传递的控制信号,
在所述从属力修正部对力进行修正时,通过力修正方法选择部选择“对象物把持位置信息”、“对象物柔软度信息”、“主把持位置信息”中的任一个信息,
所述从属力修正部在进行所述修正时,通过所述力修正方法选择部选择的力修正方法,修正所述力信息。
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