CN103568011B - 控制系统、程序以及机械装置的控制方法 - Google Patents

控制系统、程序以及机械装置的控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及控制系统、程序以及机械装置的控制方法。其中，控制系统包含：机械机构（狭义上是末端执行器）；力觉传感器，其具有N（N是2以上的整数）个三轴力觉传感器单元，从N个三轴力觉传感器单元的各三轴力觉传感器单元取得附加有因机械机构引起的值的单元输出值，并输出基于单元输出值的力觉值；力觉值修正部，其基于力觉传感器输出的力觉值来修正力觉值；以及控制部，其基于在力觉值修正部中修正后的力觉值来进行包含机械机构的机械装置（狭义上是机械手）的控制。

Description

控制系统、程序以及机械装置的控制方法
技术领域
本发明涉及控制系统、程序以及机械装置的控制方法等。
背景技术
在使用了机械手等的作业中，存在不仅想要对位置进行控制，还要对力进行控制来进行特定的动作的情况。例如能够在不发生破坏地操作柔软的物体、易碎的物体的情况、以一定的力划过拥有复杂形状的物体表面的情况下等采用力控制。为了进行这些力控制，需要使用力觉传感器来检测力，并将该力的大小、方向输入到控制回路中的处理。
但是，除了想要检测的外力之外，力觉传感器还会检测出由于安装于力觉传感器的手指构造物的影响而产生的力、以及因手指抓住的工具、工件引起的力等。这些力不是恒定值，会根据各种条件发生变化。因此，难以将想要检测的外力、与因手指构造物的影响而产生的力以及因手指抓住的工具、工件引起的力分离。
对此，在专利文献1中公开有对由于上述手指构造物的重量和其旋转引起的陀螺效应进行修正的技术。专利文献1假定了使用机械手来进行开孔、去毛刺、磨削、研磨作业那样的对旋转体进行处理的作业。具体而言，将传感器坐标系中的工具重心、旋转体重心、接触点的位置作为已知信息，来修正根据臂姿势而发生变化的力矩、以及由旋转体产生的陀螺效应，从而检测出实质性的外力。
另外，在专利文献2中，除了专利文献1的技术之外还公开有对离心力等效应进行修正的技术。专利文献2是修正因臂的运动引起的离心力的技术，使用工具的质量、重心位置、臂的位置、速度、加速度检测部以及动力学项目、重力计算部来实现修正处理。
另外，在专利文献3中公开了一种不通过专利文献1、2那样的细致的外力修正而仅通过推断铅垂方向的外力来把持、释放物体的技术。专利文献3将通过手指检测出的力从手坐标系变换为机械手的基准坐标系，由此进行把持控制。
专利文献1：日本特开平6－339885号公报
专利文献2：日本特开2008－142810号公报
专利文献3：日本特开2007－276112号公报
专利文献1～3的方法以机械机构（包含手指构造物，根据情况包含被该手指构造物把持的工具等）的物理模型（例如重量分布等）是已知的作为前提。因此，在机械机构的物理模型是未知的情况下、物理模型根据状况发生变化的情况下等，难以恰当地修正该机械机构对力觉值（力觉传感器的检测值）的影响。
发明内容
根据本发明的几个方式，能够提供在难以将已知的物理模型应用于机械机构的情况下适当地修正该机械机构对力觉传感器的影响的控制系统、程序以及机械装置的控制方法等。
本发明的一个方式涉及控制系统，其包含：机械机构；力觉传感器，其具有N（N是2以上的整数）个三轴力觉传感器单元，从N个上述三轴力觉传感器单元的各三轴力觉传感器单元取得附加有因上述机械机构引起的值的单元输出值，并输出基于上述单元输出值的力觉值；力觉值修正部，其基于上述力觉传感器输出的上述力觉值来修正上述力觉值；以及控制部，其基于在上述力觉值修正部中修正后的上述力觉值，来进行包含上述机械机构的机械装置的控制。
在本发明的一个方式中，力觉传感器具有N个三轴力觉传感器单元，并根据基于从各单元输出的单元输出值的力觉值来进行修正处理。这里由于将N设为2以上，所以从力觉传感器输出与通常的六轴力觉传感器相同或者多于其的量的信息，在与使用了六轴力觉传感器的力觉值的修正处理相比较的情况下，能够实现精度的提高等。
另外，在本发明的一个方式中，上述力觉传感器将包含从N个上述三轴力觉传感器单元的各三轴力觉传感器单元输出的上述单元输出值的信息作为上述力觉值而输出，上述力觉值修正部基于上述力觉值所包含的上述单元输出值来推断上述机械机构的质量中心位置，并基于推断出的上述质量中心位置来进行上述修正处理。
由此，能够进行使用了机械机构的质量中心位置的修正处理等。
另外，在本发明的一个方式中，上述力觉值修正部根据上述力觉值所包含的单元输出值，求出与由N个上述三轴力觉传感器单元分别检测出的力对应的N个力向量，基于求出的N个上述力向量的合成向量的大小来推断上述机械机构的质量，基于推断出的上述质量进行上述修正处理。
由此，能够进行使用了机械机构的质量的修正处理等。
另外，在本发明的一个方式中，上述力觉传感器可以具有三个以上的上述三轴力觉传感器单元。
由此，能够适当地进行基于力觉值的质量中心位置的推断等。
另外，在本发明的一个方式中，上述力觉传感器可以具有四个以上的上述三轴力觉传感器单元。
由此，能够提高质量中心位置等的推断精度等。
另外，在本发明的一个方式中，上述力觉传感器具有至少两个上述三轴力觉传感器单元，上述力觉值修正部在上述机械装置的第一姿势中，基于第一力觉值来进行推断上述机械机构的上述质量中心位置的处理，该第一力觉值是基于来自两个上述三轴力觉传感器单元的上述单元输出值而从上述力觉传感器输出的力觉值，上述控制部在由上述力觉值修正部判定为不能推定上述质量中心位置的情况下，进行将上述机械装置的姿势变更成与上述第一姿势不同的第二姿势的控制，上述力觉值修正部在通过上述控制部进行了使上述机械装置成为上述第二姿势的控制后，基于第二力觉值来推断上述机械机构的上述质量中心位置并基于推断出的上述质量中心位置进行上述修正处理，该第二力觉值是基于来自两个上述三轴力觉传感器单元的上述单元输出值从上述力觉传感器输出的力觉值。
由此，能够实现力觉传感器的低成本化、小型化等，并且即使所使用的三轴力觉传感器单元是两个，也能够进行适当的质量中心位置的推断等。
另外，在本发明的一个方式中，上述力觉值修正部通过利用正规化方程式求出上述机械机构的上述质量中心位置的最小二乘解，来推断上述质量中心位置。
由此，能够将质量中心位置作为正规化方程式的最小二乘解而求出。
另外，在本发明的一个方式中，上述力觉值修正部对上述正规化方程式进行奇异值分解，基于通过上述奇异值分解而得到的奇异值的个数来进行是否能够推断上述质量中心位置的判定。
由此，能够根据奇异值的个数进行质量中心位置的推断结果的妥当性判定等。
另外，在本发明的一个方式中，上述力觉传感器可以是六轴力觉传感器，该六轴力觉传感器通过从N个上述三轴力觉传感器单元的各三轴力觉传感器单元取得三个值作为上述单元输出值，从而取得3×N个值，基于所取得的3×N个值来计算X轴、Y轴以及Z轴的平移力Fx、Fy、Fz和绕各轴的力矩Mx、My、Mz，将包含计算出的Fx、Fy、Fz以及Mx、My、Mz的信息作为上述力觉值而输出。
由此，能够根据需要将具有N个三轴力觉传感器单元的力觉传感器作为六轴力觉传感器而使用。
另外，在本发明的一个方式中，上述力觉值修正部也可以基于在上述机械装置的多个姿势中得到的多个上述力觉值来进行上述修正处理。
由此，能够提高质量中心位置的推断精度等。
另外，在本发明的一个方式中，包含姿势信息取得部，该姿势信息取得部取得上述机械机构所具有的可变部的姿势信息，上述力觉值修正部基于上述可变部的上述姿势信息来推断上述可变部的上述质量中心位置，进行上述修正处理。
由此，在机械机构具有可变部的情况下，也能够进行适当的质量中心位置的推断等。
另外，在本发明的一个方式中，上述机械装置是机械手，上述机械机构是上述机械手的末端执行器（end effector），上述力觉值修正部具有N个上述三轴力觉传感器单元，从与上述机械手的上述末端执行器对应设置的上述力觉传感器取得上述力觉值，进行所取得的上述力觉值的修正处理，上述控制部基于上述修正处理后的上述力觉值进行上述机械手以及上述末端执行器的控制。
由此，在作为机械装置而使用机械手、作为机械装置而使用末端执行器的情况下，能够实现控制该机械手等的控制系统等。
另外，本发明的其他方式涉及一种程序，其使计算机作为以下两个部件发挥作用：力觉值修正部，其从与机械装置的机械机构对应设置的力觉传感器取得力觉值，进行上述力觉值的修正处理；和控制部，其基于上述修正处理后的上述力觉值来进行上述机械装置以及上述机械机构的控制，上述力觉传感器具有N（N是2以上的整数）个三轴力觉传感器单元，上述力觉值修正部基于下述力觉值来进行上述修正处理，上述力觉值是基于来自N个上述三轴力觉传感器单元的单元输出值从上述力觉传感器输出的力觉值。
在本发明的其他方式中，能够实现当力觉传感器具有N个三轴力觉传感器单元时，进行对来自该力觉传感器的力觉值的修正处理，并基于修正处理后的力觉值进行适当的机械装置以及机械机构的控制的程序。
另外，本发明的其他方式涉及一种机械装置的控制方法，从与机械装置的机械机构对应设置并具有N（N是2以上的整数）个三轴力觉传感器单元的力觉传感器取得力觉值，对所取得的上述力觉值进行修正处理，基于上述修正处理后的上述力觉值进行上述机械装置以及上述机械机构的控制，作为上述修正处理，基于下述力觉值进行修正上述力觉值的处理，上述力觉值是基于来自N个上述三轴力觉传感器单元的单元输出值从上述力觉传感器输出的力觉值。
在本发明的其他方式中，能够实现在力觉传感器具有N个三轴力觉传感器单元的情况下，进行对来自该力觉传感器的力觉值的修正处理，并基于修正处理后的力觉值进行适当的机械装置以及机械机构的控制的控制方法等。
附图说明
图1是使用机械手作为机械装置的情况的构成例。
图2是对机械机构与力觉传感器的位置关系进行说明的图。
图3（A）～图3（C）是对复位动作进行说明的图。
图4（A）、图4（B）是机械机构的物理模型未知的情况的例子。
图5（A）、图5（B）是机械机构不能物理模型化的情况的例子。
图6（A）～图6（C）是机械机构具有可变部的情况的例子。
图7是三轴力觉传感器单元的构成例。
图8（A）、图8（B）是力觉传感器中的三轴力觉传感器单元的配置例。
图9是由六轴力觉传感器检测出的力觉值的说明图。
图10是表示传感器坐标系与单元坐标系的关系的具体例。
图11（A）、图11（B）是不具有可变部并且机械机构的物理模型是未知的情况的例子。
图12是第一实施方式的系统构成例。
图13是平移力以及力矩的坐标变换的说明图。
图14是对基于物理模型的修正处理进行说明的图。
图15是对基于物理模型的修正处理进行说明的其他图。
图16是对基于物理模型的修正处理进行说明的其他图。
图17是对XY平面中的质量中心位置的推断处理进行说明的图。
图18是对基于配置在XY平面上的任意位置的单元的推断处理进行说明的图。
图19是对基于三个三轴力觉传感器单元的推断处理进行说明的图。
图20（A）、图20（B）是对姿势变更进行说明的图。
图21（A）、图21（B）是对改变了三轴力觉传感器单元个数的情况下的推断精度的变化进行说明的图。
图22是对第一实施方式中的处理进行说明的流程图。
图23是对与固定部相关的修正处理进行说明的流程图。
图24是对第二实施方式中的处理进行说明的流程图。
图25是对复位处理进行说明的流程图。
图26是第三实施方式的系统构成例。
图27是对机械机构向固定部和可变部的分割进行说明的图。
图28（A）、图28（B）是说明针对可变部的处理的图。
图29是可变部的姿势信息的说明图。
图30（A）～图30（C）是根据物理模型、参数等求出针对力觉值的修正量的处理的说明图。
图31是对第三实施方式中的处理进行说明的流程图。
图32是第四实施方式的系统构成例。
图33是对第四实施方式中的处理进行说明的流程图。
具体实施方式
以下，对本实施方式进行说明。其中，以下说明的本实施方式并非对权利要求书所记载的本发明内容不恰当地进行限定。另外，并不限定为本实施方式中说明的构成的全部是本发明的必需构成要件。
1．本实施方式的方法
首先对本实施方式的方法进行说明。以往，在多个机械装置中进行了使用力觉传感器的控制等。作为机械装置，例如可考虑机械手，基于来自被设置于该机械手的力觉传感器的力觉值，来进行机械手控制。具体而言，通过检测出对机械手的机械机构（狭义上是手部等的手指构造物）作用的外力作为力觉值，能够进行阻抗控制等力控制。
另外，作为机械手以外的机械装置，也可以考虑动力辅助的输入装置，还可以考虑医疗领域中的康复设备、或者在康复设备上附带的数据记录装置。在康复用途中，患者在哪个部位上施加了多大力这样的信息在治疗、诊断上是有用的，另外，适当地控制由动力辅助等辅助设备对使用者施加的力的必要性也很高，使用力觉传感器的优点较大。并且，机械装置也可以是远程操作设备（包括医疗设备），该情况下，假定来自力觉传感器的力觉值用于力觉反馈等。除此以外，在科学解析需要熟练技术的工艺的情况下等所使用的力觉记录器等也能够成为本实施方式的机械装置，玩具、PC等的输入装置也可以是本实施方式的机械装置。即，能够设想各种装置作为本实施方式的机械装置。
此时，为了进行所希望的控制，有时需要对力觉传感器的力觉值进行各种修正处理。若是上述的进行力控制的机械手的例子，则控制系统所需要的是实际上作用于与作业对象接触的部分的外力。例如，在通过手部把持所赋予的工具并进行使该工具在作业对象的表面滑过（按照不施加过度的力、不脱离的方式移动）的控制的情况下，需要检测出与工具按压作业对象的力对应地作用于该工具的反作用力作为外力。
但是，可设想如图1以及图2所示，力觉传感器未被设置在与作业对象接触的位置上，而设置在与机械手10的手腕相当的位置上的情况。该情况下，力觉传感器20还检测在该传感器的前端设置的末端执行器12（广义上是机械机构，具体也可以是手部或者该手部所把持的工具）的力。具体而言，由于作用于末端执行器12的重力等传递至力觉传感器20，所以力觉值成为还包含上述的外力以外的力的值，难以恰当地控制机械手10。
对此，以往通过复位处理来进行修正。作为一个例子，考虑如图3（A）所示那样在力觉传感器20的前端安装了具有手指构造的手部的例子。这里，如图3（B）所示，手部是把持工具（传动器）的部件，末端执行器12相当于该手部以及工具。如图3（C）所示，在复位处理中，使机械手10采取与作业时相同的姿势。此时，若处于实际上不进行作业而不作用外力的状态，则此时的来自力觉传感器20的力觉值成为由末端执行器12引起的值。若将此时的值设为偏移（offset）值，则在之后只要不改变机械手10的姿势，由末端执行器12引起的力觉值就与偏移值一致。因此，在存储偏移值后到作业结束的期间，通过进行从力觉值中除去偏移值的处理，能够抑止末端执行器12对力觉值的影响。
但在复位处理中，从存储偏移值后到作业结束为止，不能够改变对偏移值带来影响的机械手10的姿势，这在控制中成为较大的限制。鉴于此，在专利文献1～3中使用了通过将在力觉传感器的前端设置的末端执行器12物理模型化，来修正该末端执行器12对力觉传感器20的影响的方法等。物理模型例如可以是表示重量分布等的模型，更具体而言，可以是将质量中心位置（x，y，z）以及质量m设为参数的模型。若保持将末端执行器12物理模型化后的信息，则能够通过物理解析来求出作用于该末端执行器12的重力、离心力，并且还能够解析出这些力如何传递至力觉传感器20。该情况下，由于与复位处理不同，即使姿势发生变化，只要进行基于变化后的姿势的物理解析就能够与姿势变化对应，所以可减小控制上的制约。在专利文献1～3中通过这样的方法来修正来自力觉传感器20的力觉值，实现了所希望的控制。
但在现有方法中，以末端执行器12的物理模型是已知的为前提。因此，可考虑通过现有方法难以应对的状况。以下，对3种情况具体进行说明。
其中，在以下的说明中，机械装置也是机械手10，机械机构也是机械手10的末端执行器12，但如上所述，机械装置以及机械机构并不限于这些。
第一种情况是末端执行器12的物理模型是未知的情况。若是用于特定用途的机械手10，则由于设置于力觉传感器20的前端的末端执行器12的种类被限定，所以能够如现有方法那样保持作为候补的末端执行器12的全部物理模型，使用适当的模型来进行解析。但是，还考虑到在通用性较高的机械手10中能够安装的末端执行器12的种类丰富的情况，可能难以预先得到物理模型。另外，即使预先存储了多个物理模型，在如图4（A）、图4（B）所示那样末端执行器12是手部以及由该手部把持的工具的情况下仍存在问题。这是因为由于在图4（A）、图4（B）的例子中，手部对工具的把持位置存在某种程度的自由度，所以即使已知手部的物理模型以及工具的物理模型，只要不确定手部对工具的把持位置，则包含该双方的末端执行器12的物理模型就不明确。即，在图4（A）、图4（B）的例子中，在实际把持工具之前，末端执行器12的物理模型是不能确定的，使用所赋予的已知物理模型来进行解析的现有方法的应用变得困难。
第二种情况是末端执行器12的物理模型化很困难的情况。具体而言，可考虑如图5（A）所示，末端执行器12包含具有电源电缆的工具的情况。该情况下，物理模型根据电缆是否正在伸长、是否具有松弛这一点而发生变化。或者，在电缆与地板等接触的情况下还需要考虑电缆与地板的摩擦等，若电缆的另一端与电源连接而使得工具的移动所需要的力发生变化，则物理模型也会根据上述变化而发生变化。另外，图5（B）所示的带连接器的电缆等也同样，由于工具的由图5（B）的A1表示的把持部分和由A2表示的线缆部分的相对位置关系发生变化，所以难以通过单一的物理模型来表现包含了A1以及A2的末端执行器12整体。该情况下，由于本来就不能够实现物理模型化，所以不能进行力学解析，在现有方法中没有公开与该问题对应的方法。
第三种情况是末端执行器12具有可变部的情况。具体如图6（A）～图6（C）所示，在具有手指构造的手部中，若手指的张开情况等变化，则物理模型发生变化。例如，当如图6（A）所示各手指构造在D1以及D2所示的位置具有关节时，能够通过设定各自关节角来改变手指的姿势。该情况下，在如图6（A）所示设定了各手指构造的前端部朝向内侧那样的关节角的情况下、和在如图6（B）所示设定了各手指构造的前端部朝向外侧那样的关节角的情况下，包含手指构造12－3和手腕部分12－4的末端执行器12整体的物理模型为不同的模型。另外，在手腕部分12－4如图6（C）的D3所示那样能够旋转（这里是相对于力觉传感器20的相对旋转）的情况下，末端执行器12的物理模型也根据D3的旋转角发生变化。但是，在专利文献1、2等中未进行考虑到该变化的处理。另外，在专利文献3中虽然添加了具有手指构造的手部的附图，但作为处理仅进行了基于重量的简单处理，未考虑与可变部的状态对应的变化等。
鉴于此，本申请人提出在不能够将已知的物理模型直接应用到解析中的情况下也能进行适当的力觉值修正的方法。具体而言，在物理模型是未知的情况下，基于从力觉传感器20取得的力觉值，来推断末端执行器12的物理模型。这里，作为力觉传感器20，使用具有N个（N是2以上的整数）三轴力觉传感器单元的传感器，对力觉传感器20的详细情况将后述。在第一实施方式中对该处理进行详细叙述。
另外，在难以将末端执行器12物理模型化的情况下，处理本身与现有方式同样地进行复位处理。但是，这里试行第一实施方式中说明的推断处理，基于试行结果来判定可否将末端执行器12物理模型化。若能够进行物理模型化，则只要与第一实施方式同样地使用推断结果即可，在不能够进行物理模型化的情况下，只要移至复位处理即可。在第二实施方式中对该处理进行详细叙述。
另外，在因包含可变部而使得物理模型发生变化的情况下，通过将末端执行器12分离为固定部和可变部，分别对上述部分进行基于姿势信息的处理，来进行求出表示末端执行器12整体的物理模型的处理。在第三实施方式中对该处理进行详细叙述。其中，在第三实施方式中，如使用图27～图29等后述那样，为了简化说明而对末端执行器的关节部分考虑图6（A）的D2所示的位置，不考虑D1所示的关节、图6（C）的D3所示的旋转等。但是，并不妨碍末端执行器12具有D1、D3或者在其他部分具有关节等构造。
此外，并不限于独立地使用在第一～第三实施方式中说明的方法，也可以将多个方法进行组合。例如，在图4（A）、图4（B）的例子中，由于利用包含可动部的手部来把持工具，并且把持位置能够发生变化，所以可以组合第一、第三实施方式。另外，若设想不能够对作为把持对象的工具进行图5（A）、图5（B）所示那样的物理模型化，则也产生与第二实施方式进行组合的需要。在第四实施方式中对这些组合进行详细叙述。
以下，首先对在本实施方式中使用的、具有N个三轴力觉传感器单元的力觉传感器20的详细情况进行说明。之后，依次对第一～第四实施方式进行说明。
2.具有多个三轴力觉传感器单元的力觉传感器
2.1力觉传感器的构成例
首先，对具有N个三轴力觉传感器单元的力觉传感器20进行说明。N个三轴力觉传感器单元的各单元取得X轴、Y轴以及Z轴各轴的平移力Fx、Fy、Fz作为单元输出值。各单元能够通过各种构成实现，例如只要如图7所示，使用通过向传感器元件46、52、58均匀地施加压力从而能够进行高精度的力检测的构成即可。在图7所示的传感器单元21中，第一传感器元件46的水晶板48A以及48B、第二传感器元件52的水晶板54A以及54B、第三传感器元件58的水晶板60A以及60B构成为结晶方位分别不同。结果，传感器单元21通过第一传感器元件46来检测单元坐标系中的X轴方向的平移力（translational force），通过第二传感器元件52来检测Y轴方向的平移力，通过第三传感器元件58来检测Z轴方向的平移力。
另外，在力觉传感器20中，对如何配置各三轴力觉传感器单元也考虑了各种方法，作为一个例子，只要如图8（A）所示那样配置即可。在图8（A）的例子中，在设定于力觉传感器20的传感器坐标系的XY平面上，配置有四个三轴力觉传感器单元21－1～21－4。针对各单元设定的单元坐标系的X轴Y轴Z轴的方向全部与传感器坐标系的X轴Y轴Z轴一致。从上方（从传感器坐标系的Z轴正方向）观察图8（A）的配置的图为图8（B）。其中，作为各单元的输出的单元输出值成为对该单元设定的单元坐标系的X轴Y轴Z轴的平移力。
不过，单元的配置并不限于图8（A）。例如，三轴力觉传感器单元的个数并不限于四个，也可以是两个、三个、或者五个以上。另外，所有的力觉传感器单元无需配置在同一平面上，也可以在力觉传感器20内立体配置。并且，传感器坐标系的坐标轴和单元坐标系的坐标轴也无需一致，给定的单元坐标系的坐标轴和其他单元坐标系的坐标轴也无需一致。此外，能够实施各种配置的变形。但在第一实施方式中，如后述那样优选避免全部的三轴力觉传感器单元排列在同一直线上的配置。
2.2作为六轴力觉传感器的利用
由于上述的力觉传感器20从各三轴力觉传感器单元输出Fx、Fy、Fz三个值作为单元输出值，所以若为图8（A）的例子，则能够取得3×4个值。假定在第一实施方式中后面叙述的推断处理中，将3×4个力觉值直接应用到处理中，但也能够将上述力觉传感器20作为一般的六轴力觉传感器而使用。这里，六轴力觉传感器如图9所示，是将传感器坐标系中的X轴、Y轴、Z轴的平移力Fx、Fy、Fz、和绕各轴的力矩Mx、My、Mz六个值作为力觉值而输出的传感器。
当如图8（A）所示，在传感器坐标系的XY平面上配置有四个三轴力觉传感器单元，传感器坐标系的坐标轴与单元坐标系的坐标轴一致时，尤其考虑如图10所示，各个单元坐标系的原点在传感器坐标系中位于（r，0，0）、（0，r，0）、（－r，0，0）、（0，－r，0）的例子。
将单元21－1的输出设为（F1x，F1y，F1z），将单元21－2的输出设为（F2x，F2y，F2z），将单元21－3的输出设为（F3x，F3y，F3z），将单元21－4的输出设为（F4x，F4y，F4z）。该情况下，通过下式（1）给出作为力觉传感器20整体而检测出的六个轴的力觉值、即传感器坐标系的XYZ轴上的平移力Fx、Fy、Fz、和绕各轴的力矩Mx、My、Mz。
Fx＝F1x＋F2x＋F3x＋F4x
Fy＝F1y＋F2y＋F3y＋F4y
Fz＝F1z＋F2z＋F3z＋F4z
Mx＝r（F2z－F4z）
My＝r（F3z－F1z）
Mz＝r（F1y－F3y＋F4x－F2x）·····（1）
即，通过基于来自各单元的输出值进行计算处理，能够将图8（A）所示的力觉传感器20作为六轴力觉传感器而使用。另外，在力觉传感器20中的三轴力觉传感器单元的个数或者配置等不同的情况下，虽然计算式与上式（1）不同，但也同样能够计算出六轴的力觉值。换言之，本实施方式的力觉传感器20在将N设为2以上的任意整数的情况下，都能够基于作为各三轴力觉传感器单元的单元输出值的集合的3×N个值来计算出六个轴的力觉值。
因此，在作为机械装置而使用机械手来进行该机械手的力控制（阻抗控制等）的情况下等，作为通常的六轴力觉传感器，只要使用上式（1）等的结果即可，在如后述的推断处理等那样希望信息量多的状况下，只要使用作为来自各单元的单元输出值的集合的3×N个值来进行处理即可。即，本说明书、权利要求书中的“力觉值”这一术语表示力觉传感器20输出的信息，是包含作为单元输出值的集合的3×N个值和根据上述值求出的（Fx，Fy，Fz，Mx，My，Mz）双方的概念。
在后述的第一～第四实施方式中以“力觉值”这一术语表现，典型的是基于力觉值中的作为单元输出值的集合的3×N个值来求出物理模型（质量中心位置等），基于该物理模型进行力觉值中的六个轴的值（Fx，Fy，Fz，Mx，My，Mz）的修正处理，基于修正处理后的六个轴的值来进行机械装置的控制。不过，虽然物理模型的推断处理所采用的力觉值是作为单元输出值的集合的3×N个值这一点成为本实施方式的前提的可能性较高，但不妨碍修正处理的对象不是六个轴的值而是作为单元输出值的集合的3×N个值。
3.第一实施方式
在第一实施方式中，对基于从力觉传感器取得的力觉值来推断末端执行器的物理模型并使用推断出的物理模型进行修正处理的方法进行说明。以下，对系统构成例、物理模型的推断处理、以及处理的详细情况进行说明。
其中，在图4（A）、图4（B）的例子中，由于末端执行器包含可变的手指构造，所以需要同时采用后述的第三实施方式中的方法。因此，这里考虑利用图11（A）、图11（B）所示的吸附手部12－1等以不包含可变部的方式构成末端执行器12的例子。其中，图11（A）、图11（B）的吸附手部12－1是在其前端部分固定（把持）工具12－2的部件。该情况下，在如图11（A）所示那样吸附了工具12－2的中央附近的情况、和如图11（B）所示那样吸附了靠近工具12－2的端部的位置的情况下，包含吸附手部12－1和工具12－2的末端执行器12整体的物理模型不同，只要预先不知道吸附位置，则物理模型就是未知的。
3.1系统构成例
图12表示了本实施方式的包含机械手10、末端执行器（手部）12、力觉传感器20、以及机械手的控制装置100的控制系统（这里是机械手系统）的构成例。
末端执行器12是设置于机械手10的机构，这里特别表示在机械手10中比力觉传感器20靠前设置的装置。末端执行器12包含手部、由该手部把持的工具（例如传动器等）。
力觉传感器20是检测作用于传感检测部的力的传感器，使用具有多个上述三轴力觉传感器单元的部件。
机械手的控制装置100包含控制部110、力觉值修正部120、以及姿势信息取得部130。不过，控制装置100并不限于图12的构成，能够实施将上述部件的一部分的构成要素省略、添加其他构成要素等各种变形。
控制部110进行机械手10以及末端执行器12的控制。在本实施方式中，基于由力觉值修正部120修正处理后的力觉值进行机械手10以及末端执行器12的控制。这里，机械手10等的控制例如可以是关节部分的角度变化量、以及变化速度等的控制。
力觉值修正部120取得来自力觉传感器20的传感器信息（力觉值），进行针对所取得的力觉值的修正处理。力觉值修正部120包含第一修正处理部121、第二修正处理部123、固定部参数存储部124、执行时参数计算部126、以及执行时参数存储部127。
在本实施方式中，设想如图11（A）所示，物理模型因使用已知的部分（以下记载为固定部。具体为图11（A）的吸附手部12－1）把持给定的部件（图11（A）的工具12－2）的任意位置，所以末端执行器12整体的物理模型为未知的情况。第一修正处理部121对固定部进行如下的修正处理：进行力学解析来抑制该固定部对力觉值的影响。具体而言，从将固定部的物理模型作为固定部参数而存储的固定部参数存储部124读出该固定部参数，并基于读出的固定部参数、和从姿势信息取得部130输出的机械手10的姿势信息来进行修正处理。在来自第一修正处理部121的输出中，除去了（在广义上为减小）由固定部引起的力觉值。与固定部对应的修正处理的详细内容将后述。
执行时参数计算部126基于从第一修正处理部121输出的力觉值来推断安装于固定部（把持）的部件的物理模型。详细内容将后述。执行时参数存储部127将由执行时参数计算部126推断出的物理模型作为执行时参数而存储。
第二修正处理部123基于执行时参数存储部127中存储的执行时参数、和从姿势信息取得部130输出的机械手10的姿势信息来进行修正处理。在来自第二修正处理部123的输出中，除去了（广义上为减小）因物理模型为未知的部件所引起的力觉值。即，第二修正处理部123对控制部110输出的力觉值成为因末端执行器12引起的值被除去后的值。
姿势信息取得部130取得机械手10以及末端执行器12的姿势信息。这里，姿势信息是表示机械手10、末端执行器12的姿势的信息，例如能够将关节角作为参数来表现。若针对全部的关节角决定值，则能够根据正向运动学来唯一地决定机械手10的姿势。具体而言，只要姿势信息取得部130从与机械手10等的各关节对应的编码器等取得值即可。
3.2第一修正处理部中的修正处理的详细内容
对在第一修正处理部中进行的对于固定部的力觉值修正处理进行说明。如图13所示，考虑在某个坐标系1中将平移力设为F、将力矩设为M的情况（F、M例如是三维向量）。此时，作为坐标系2，若考虑从坐标系2向坐标系1的原点的平移向量为t，从坐标系2向坐标系1的旋转矩阵为R的坐标系，则在坐标系2中观察上述的力时，其平移力F′以及力矩M′满足下式（2）。其中，第二式的右边第二项表示向量的外积。
F’＝RF
M’＝RM＋t×F·····（2）
这里，在如图14所示将传感器坐标系作为基准的情况下，利用在位置（x，y，z）具有质量m的物体和能够模型化的末端执行器12，来计算作用于力觉传感器20的力。这里，如图15所示，作为图13的坐标系2而考虑传感器坐标系，作为图13的坐标系1而考虑以质量中心位置（x，y，z）为原点且Z轴方向为铅垂向上的坐标系。
该情况下，由于只要考虑作用于质量为m的物体上的重力即可，所以坐标系1中的上述F、M为F＝（0，0，－m），M＝（0，0，0）。另外，当如图15所示那样在坐标系1、2中没有旋转时，也可以不考虑R，上述的t为t＝（x，y，z）。由此，基于上式（2），成为F’＝（0，0，－m），M’＝（－my，mx，0）。
即，在图15的例子中，具有质量m的末端执行器12在传感器坐标系中对（x，y，z）的位置的力在传感器坐标系中被观测为F’＝（0，0，－m）、M’＝（－my，mx，0）。这是因为对力觉传感器20只作用有F′＝（0，0，－m）这一平移力以及M’＝（－my，mx，0）这一力矩。因此，通过从力觉值中除去求出的F’以及M’的值，能够抑制末端执行器12对力觉值的影响。
另外，当在坐标系1、2中存在旋转时，只要考虑到R即可。在图16中，坐标系1的Z轴也铅垂向上，F＝（0，0，－m），M＝（0，0，0）。但在图16中，除了力觉传感器20相对于铅垂方向倾斜之外，X轴Y轴也与坐标系1不同，旋转矩阵R基于传感器坐标系相对于坐标系1的滚动角、俯仰角、以及偏航角的值来决定其要素。该情况下，也只要基于利用上式（2）求出的F’以及M’来进行修正处理即可。
3.3物理模型的推断处理
接下来对本实施方式中的物理模型的推断处理进行说明。在以下的说明中，物理模型为由表示质量中心位置（相当于力的作用点）的（x，y，z）、和质量m表示的模型。如上所述，由于具有N个三轴力觉传感器单元的力觉传感器20能够作为六轴力觉传感器来使用，所以也可以基于作为六轴力觉传感器的六个力觉值来进行推断处理。但若是N≥3的情况，则由于上述力觉传感器20能够输出比六轴力觉传感器的六个力觉值多的数量的信息，所以可期待推断精度的提高等。因此，在本实施方式中，对直接使用3×N个输出值的推断方法进行说明。
3.3.1基本的方法
在不进行对末端执行器12施加外力那样的作业的情况下，存在产生误差等的可能性，但假定基本上对力觉传感器20只施加由该末端执行器12产生的力的情况。而且，各三轴力觉传感器单元检测由末端执行器12产生的该力的与各单元对应的投影分量。在本实施方式中，在该状态下推断末端执行器12的物理模型。
为了使说明简单化，首先考虑XY平面。在由末端执行器12对力觉传感器20作用了以给定的三维坐标作为力的作用点（x，y，z）的由向量F表示的大小以及方向的力的情况下，如图17所示，在XY平面上以（x，y）作为力的作用点，由将向量F投影到XY平面而得到的向量Fxy表示的力发挥作用。
这里，如图17所示，将传感器单元的个数设为两个。该情况下，将向量Fxy分解成从力的作用点向单元21－1的坐标系的原点的方向即第一方向和从力的作用点向单元21－2的坐标系的原点的方向即第二方向时的、第一方向分量F1作用于单元21－1，第二方向分量F2作用于单元21－2。即，单元21－1检测与向量F1对应的单元输出值F1x和F1y，单元21－2检测与向量F2对应的F2x和F2y。
若逆向考虑以上的流程，则在单元21－1检测出单元输出值F1x和F1y、单元21－2检测出F2x和F2y的情况下，若考虑由F1x和F1y表示的向量F1、与由F2x和F2y表示的向量F2，则能够推断出对力觉传感器20施加力的末端执行器12的物理模型。
具体而言，由于包含向量F1的第一直线、和包含向量F2的第二直线都具有包含力的作用点这一特性，所以能够将第一直线与第二直线的交点作为力的作用点（即质量中心位置）而求出。并且，作用于该作用点的力的大小以及方向只要作为向量F1与向量F2的合成向量的大小以及方向而求出即可。
若将以上的处理扩展到三维，则能够进行末端执行器12的物理模型的推断。稍微使条件一般化，如图18所示，单元21－1的单元坐标系的原点为传感器坐标系中的（X1，Y1）。该情况下，包含力的作用点（具体为将作用点投影到XY平面而得到的点）的直线通过下式（3）以及对式（3）进行变形而得到的下式（4）给出。
【公式1】
F1yX1－F1xY1＝F1yX－F1xY·····（4）
此外，若进一步使条件一般化，则需要还考虑单元坐标系和传感器坐标系之间的旋转R。该情况下，只要进行使用了R-1的修正而求出与上式（4）同等的式子即可，这里省略了详细的说明。若将上式（4）以向量形式表明，则成为下式（5）。
【公式2】
通过对YZ平面以及ZX平面也同样地考虑，从而下式（6）成立。
【公式3】
若能够求出上式（6）的右边的矩阵的逆矩阵，则能够通过左乘该逆矩阵而计算出质量中心位置（x，y，z）。但是，根据如果求出行列式则值为0的情况可知，右边的矩阵非正则而不能求出逆矩阵。如图17、图18所示，从一个三轴力觉传感器单元只能求出包含质量中心位置的一条直线（若扩展到三维则为三维直线），而质量中心位置的确定需要至少两条直线，由此也可知上述不能求出逆矩阵的情况。
即，在质量中心位置的推断中只要使用与传感器单元21－1不同的传感器单元21－2的单元输出值即可。即，也能够对传感器单元21－2求得与上式（6）对应的式子，只要将求出的式子与上式（6）作为联立方程而求出解即可。这相当于求出下式（7）的x、y、z。
【公式4】
若
则q=Mp
在上式（7）中，由于除了一部分的情况之外，右边的矩阵M为正则，所以能够通过使用逆矩阵M-1来推断质量中心位置。其中，对矩阵M不是正则的情况将后述。
若是三轴力觉传感器单元检测出的单元输出值完全不存在误差的理想状况，则由传感器单元21－1求出的直线与由传感器单元21－2求出的直线应该具有交点，能够根据上式（7）来确定解。但是，实际上产生误差是必然的，若考虑在图形上两条三维直线未必具有交点，则不能够单纯地根据上式（7）确定解。
见于此，在本实施方式中，按照误差最小的方式求出质量中心位置p＝（x，y，z）。具体而言，将上式（7）的平方误差e如下式（8）那样定义。
【公式5】
||e||2＝||q-Mp||2＝(q-Mp)T(q-Mp)·····（8）
这里，可知获得将平方误差e为最小的解作为下式（9）的正规化方程的解，还可知作为下式（9）的正规化方程式的解的最小二乘解在形式上通过下式（10）给出。
MTq＝MTMp·····（9）
p＝（MTM）-1MTq·····（10）
其中，上式（10）的（MTM）-1MT被称为广义逆矩阵（或者伪逆矩阵），在M如下式（11）那样被奇异值分解的情况下，广义逆矩阵也可以通过下式（12）给出。
M＝UΣVT·····（11）
（MTM）-1MT＝VΣ-1UT·····（12）
在设n≥m，M∈Rn×m、U∈Rn×n、V∈Rm×m、Σ∈Rn×m，U、V是被适当设定的n维和m维的标准正交基的情况下，矩阵M被分解为下式（13）。
【公式6】
这里，作为Σ的对角线元素的σ被称为奇异值，非0的σ的个数与矩阵M的秩相等。即，能够根据非0的σ的个数来判定是否可通过上述的式子适当地求出质量中心位置。
3.3.2变形例
通过上述处理（例如对上式（10）求解的处理），能够求出质量中心位置。但是，在三轴力觉传感器单元为两个，分别对这两个单元设定的单元坐标系的原点和外力的作用点位于同一直线上的情况下，不能求出质量中心位置。
具体而言，图17中是质量中心位置位于表示为外力2的位置的状况，该情况下，单元21－1、单元21－2都只能对外力检测出相同的信息。具体而言，由单元21－1求出的直线与由单元21－2求出的直线一致。因此，只能得到一个单元量的有意义的信息，不能推断出质量中心位置。对上式（7）而言，这相对于不能够求出逆矩阵M-1（M非正则）的状况。而且，能够根据上式（13）中的非0的σ的个数较少来检测出处于该状况。
作为用于与该问题对应的第一方法，只要使用三个（广义上为三个以上）三轴力觉传感器单元，以分别对各单元设定的单元坐标系的原点不全部排列在同一直线上的方式在力觉传感器20中进行单元的配置即可。例如，若如图19所示那样配置三个单元，则由于无论外力的作用点处于哪个位置，都至少有两个单元检测出有意义的信息，所以能够推断出质量中心位置。
该情况下，只要对第三个单元也考虑与上式（6）相当的式子，将与全部的传感器对应的式子作为联立方程式而求解即可。具体而言，在将所使用的单元的个数设为三个的情况下，上式（7）的向量q被扩展为3×3＝9维的向量，并且矩阵M被扩展为9行、3列的矩阵。关于求出与上式（7）对应的式子后的处理，和单元为两个的情况相同。
此外，在产生误差的情况下，如图19所示，即使在平面上考虑，也存在三条以上的直线不交于一点的可能性。即，当在三维空间中考虑时，虽然交点为多个或者交点为一个，但存在不经过该交点的直线、甚至所有的直线都不具有交点等不能单纯地根据上式（7）确定解的可能性较高。因此，在使用三个以上的三轴力觉传感器单元的情况下，也同样优选使用上式（8）以后的公式求出最小二乘解而不是直接对上式（7）求解。
另外，作为用于与上述问题对应的第二方法，也可以将三轴力觉传感器单元的个数设为两个，并改变机械手10的姿势（改变姿势，以使由末端执行器12作用的力在传感器坐标系中的方向改变）来进行多次推断处理，而不通过一次推断处理来确定质量中心位置。例如通过从图20（A）的状态向图20（B）的状态的变更来进行姿势变更。这是因为若改变了机械手10的姿势，则传感器坐标系中的末端执行器12的质量中心位置变化，所以能够脱离所有的单元坐标系的原点和质量中心位置位于同一直线上的状况。
3.3.3推断精度的提高
在以上的推断处理中，对力觉传感器20具有的三轴力觉传感器单元的个数是两个或者三个的情况进行了说明。但单元个数并不限于此，也可以使用四个以上的单元。在使用了N个单元的情况下，由于能够使用作为来自各单元的单元输出值的集合的3×N个值来进行推断处理，所以N越大则越能够期待推断精度的提高。
在图21（A）、图21（B）中表示了将N设为2≤N≤12，对来自各单元的单元输出值叠加最大3％强的随机噪声来模拟推断处理的结果。图21（B）是针对XYZ各轴按N来表示了与正确数据的误差的最大值的图，图21（A）是按N表示了推断误差的偏差的图。
观察图21（B）可知，误差的最大值虽然稍有偏差，但具有N越大则偏差越小的趋势。另外，根据图21（A）可知，推断误差的偏差随着N增大而单调减小。即，可以说力觉传感器20所包含的单元个数越多，则越能够期待推断精度的提高。
但是，由于增加单元个数而存在成本的增加、力觉传感器20的大型化等可能性，所以可将单元个数复合性地设定为适当的值。
另外，作为与传感器单元个数不同的精度提高的途径，也可考虑基于多个姿势进行推断处理来实现精度提高的方法。例如，在传感器等的噪声非常大的情况下等，推断精度降低，但可以通过复合性地使用多个姿势下的推断值来应对。
在使用多个姿势的情况下，如以上使用图20（A）、图20（B）所述那样，只要改变姿势，在改变前以及改变后双方进行推断处理即可。因此，不仅在判定为推断出的交点（质量中心位置）不适当的情况下重新改变姿势，在适当地推断出交点的情况下也可以进行姿势变更以及再次的推断处理。例如，只要取得至少k（k是2以上的整数）个适当的推断值，将它们的平均值设为最终的质量中心位置即可。这样，能够期待推断精度的提高。
3.4处理的详细内容
使用图22的流程图来说明本实施方式的修正处理的流程。若开始该处理，则首先取得来自力觉传感器20的输出值（修正处理前的力觉值）（步骤S101）。然后，对取得的力觉值进行与固定部对应的修正处理（步骤S102）。
在图23的流程图中表示了步骤S102中的固定部的修正处理的流程。在固定部的修正处理中，首先取得机械手10的姿势信息（步骤S201）。这里，机械手10的姿势信息是表示该机械手10的设置状态的设置信息（例如是表示设置对象是地板还是墙壁、天花板的信息，具体而言是相对于重力方向的角度信息等）、和机械手10的关节部分的关节角的值等。然后，基于姿势信息和固定部参数（如上述那样与固定部的物理模型x、y、z、m对应），来计算针对力觉值的修正量即固定部修正量（步骤S202）。具体而言，固定部修正量相当于上式（1）中示出的F’、M’要素。然后，基于在步骤S101中取得的力觉值、在步骤S202中计算出的固定部修正量，来输出固定部修正处理后的力觉值（步骤S203）。步骤S203的输出与图12的第一修正处理部121的输出对应。
若得到了与固定部相关的修正处理后的力觉值（步骤S102的处理的输出值），则对每个三轴力觉传感器单元，基于该值求出图17等所示的直线，作为多条（具体是传感器单元个数）直线的交点而推断质量中心位置（步骤S103）。具体而言，只要对上式（7）（或者是将上式（7）扩展到三个以上单元的式子）求解即可，但若考虑误差，则根据上式（10）等求出正规化方程式的最小二乘解。
能够通过步骤S103的处理来取得推断值，但该推断值未必是适当的值。具体而言，在如图17的外力2所示，全部的三轴力觉传感器单元的坐标系的原点与质量中心位置为同一直线上的情况下，推断值成为与实际值大幅不同的值，不适合在修正处理中使用。鉴于此，进行推断出的交点（质量中心位置）是否适当的判定（步骤S104）。具体的判定只要判定上式（13）中的非0的σ的个数即可。如上所述，由于非0的σ的个数与矩阵M的秩一致，所以能够判定是否可根据非0的σ的个数对上式（7）求解，即根据上式（10）等推断出的交点是否适当。
在求出的交点不适当的情况（在步骤S104中为“否”的情况）下，对控制部110指示姿势变更（步骤S105），然后返回到步骤S101。即，不采用推断出的交点作为质量中心位置，在变更了姿势的基础上从取得力觉值开始重新进行。
另一方面，在推断出的交点适当的情况（在步骤S104中为“是”的情况）下，将推断出的交点作为质量中心位置而采用，并且如图17所示，作为在各单元中得到的力向量（F1、F2等）的合成向量的大小而求出质量m，将（x，y，z，m）作为执行时参数（步骤S106）。
接下来，进行是否再次进行处理的判定（步骤S107）。这是与上述的精度提高等相关的判定。例如，若使用求出至少k个（k是2以上的整数）执行时参数并基于上述参数决定最终的执行时参数这一方法，则如果在该时刻取得的执行时参数的个数为k以上，则步骤S107的判定为“否”，在上述执行时参数的个数比k小的情况下步骤S107的判定为“是”。当在步骤S107中为“是”时，与在步骤S104中为“否”的情况相同地移至步骤S105，在变更了姿势的基础上返回到步骤S101，取得力觉值并进行上述的处理。
当在步骤S107中为“否”时，进行是否进行了多次处理的判定（步骤S108）。步骤S108实际上是是否求出了多个执行时参数的判定，即使在步骤S104中判定为“否”并进行了姿势变更的情况下，若取得的执行时参数只有一个则也判定为“否”。当在步骤S108中为“否”时，将求出的单一的执行时参数直接作为之后的修正处理所使用的执行时参数而进行存储（步骤S109）。
当在步骤S108中为“是”时，进行求出的多个执行时参数是否处于规定误差以内的判定（步骤S110）。假定本实施方式中使用的执行时参数中的表示位置的（x，y，z）是传感器坐标系中的值。只要末端执行器12本身的构成不改变，则即便机械手10的姿势发生了变化，传感器坐标系中的质量中心位置（x，y，z）也应该一定。即使使用传感器坐标系以外的坐标系表现了执行时参数，若将该值转换为传感器坐标系，则该值不取决于机械手10的姿势的特性不改变。另外，对于质量m而言，无论机械手10是何种姿势，并且无论使用何种坐标系，只要末端执行器12本身的构成不改变，则质量m就是恒定值。即，若是完全不产生误差的理想状况，则多次求出的执行时参数应取完全相同的值。现实中，由于力觉值、姿势信息等产生误差，所以很难认为所有的执行时参数一致，但尽管如此还是期待取某种程度接近的值。反之，若值偏差了规定误差以上，则可以说推断出的质量中心位置等因某种因素而可靠性较低。
综上所述，在执行时参数为规定误差以内的情况（在步骤S110中为“是”的情况）下，将求出的执行时参数作为能够信赖的参数，移至步骤S109，存储此时的执行时参数。步骤S109中存储的执行时参数可以是多个执行时参数中的代表值，也可以是根据平均值等求出的执行时参数。
另一方面，当在步骤S110中为“否”时，由于求出的执行时参数不可信赖，所以不存储此时的执行时参数，输出错误（步骤S111）而结束处理。
在以上的本实施方式中，如图12所示，控制系统包括：末端执行器（机械机构）12；力觉传感器20，其具有N（N是2以上的整数）个三轴力觉传感器单元，从N个三轴力觉传感器单元的各三轴力觉传感器单元取得被附加了因末端执行器12引起的值的单元输出值，并基于单元输出值来输出力觉值；力觉值修正部120，其基于力觉传感器20输出的力觉值来修正力觉值；以及控制部110，其基于在力觉值修正部120中修正了的力觉值，进行包含末端执行器12的机械手（机械装置）10的控制。
这里，力觉值是基于单元输出值的值并且是成为力觉传感器20的输出的值，具体而言，包含来自各三轴力觉传感器单元的单元输出值的集合。另外，力觉值也可以是根据单元输出值通过给定的运算而求出的值（具体是通过上式（1）求出的在XYZ轴上的平移力Fx、Fy、Fz和绕各轴的力矩Mx、My、Mz）。
由此，在进行使用了具有N个三轴力觉传感器单元的力觉传感器20的控制的情况下，能够基于与从该N个三轴力觉传感器单元输出的单元输出值对应的力觉值来进行修正处理。如上所述，在机械手10的控制中，不直接使用作为力觉传感器20的输出的力觉值，需要某些修正处理的可能性较高，这在作为机械装置而使用机械手10以外的装置的情况下也相同。该情况下，若是通常的六轴力觉传感器，则作为其输出的力觉值是六个，但若能够直接使用N个三轴力觉传感器单元的单元输出值，则能够从本实施方式的力觉传感器20取得3×N个值。即，即使在N＝2的情况下，也能够期待与通常的六轴力觉传感器相同程度的精度的修正处理，若N为3以上，则由于信息量比六轴力觉传感器多，所以能够进行更高精度的修正处理等。
此外，在本实施方式中，基于来自力觉传感器20的力觉值来进行力觉值的修正处理，但修正处理所使用的力觉值、和作为修正处理的对象的力觉值并不限定为是相同的值。例如，也可以使用力觉值所包含的给定的值来求出修正处理所需要的参数，使用求出的参数来进行力觉值所包含的其他值的修正处理。具体而言，也可以根据单元输出值的集合求出末端执行器12的物理模型，使用该物理模型进行针对三轴平移力以及绕各轴的力矩、即六个轴的值的修正处理。
另外，力觉传感器20也可以将包含从N个三轴力觉传感器单元的各三轴力觉传感器单元输出的单元输出值的信息作为力觉值而输出。而且，力觉值修正部120也可以基于力觉值所包含的单元输出值来推断末端执行器12的质量中心位置，基于推断出的质量中心位置来进行修正处理。另外，力觉值修正部120也可以根据力觉值所包含的单元输出值，求出与由N个上述三轴力觉传感器单元分别检测出的力对应的N个力向量，基于求出的N个力向量的合成向量的大小来推断末端执行器12的质量，基于推断出的质量进行修正处理。
由此，作为表示末端执行器12的参数（物理模型），能够使用质量中心位置（x，y，z）和质量m。若求出质量中心位置和质量，则如图13～图16所示，能够根据它们和旋转矩阵R（根据机械手10的姿势信息计算出）进行力觉值的修正处理。
另外，力觉传感器20也可以具有三个以上三轴力觉传感器单元。更优选力觉传感器20可以具有四个以上三轴力觉传感器单元。
由此，能够进行适当的交点（质量中心位置）推断、以及使推断处理的精度提高等。在图17中，如作为外力2所示那样，在所有的单元坐标系的原点和外力的作用点（作为推断对象的质量中心位置）位于同一直线上的情况下，从各单元得到的信息为相同的信息，不能进行恰当的推断。具体而言，能够根据上式（10）等求出暂时的解，但该值是与正确值相差悬殊的值。针对该点，若将三轴力觉传感器单元设为三个以上，并配置成它们的单元坐标系的原点在相同直线上，则无论质量中心位置处于传感器坐标系的什么位置，都能够适当地推断质量中心位置而不会成为上述那样的状况。并且，如图21（A）、图21（B）所示，由于通过增加力觉传感器20所包含的三轴力觉传感器单元的个数，能够提高推断精度，所以若成本、传感器尺寸等允许，则三轴力觉传感器单元的个数越多则越优选。
另外，力觉传感器20也可以具有两个（至少两个）三轴力觉传感器单元。该情况下，在机械手10的第一姿势中，力觉值修正部120基于第一力觉值来进行推断末端执行器12的质量中心位置的处理，该第一力觉值是基于来自N个三轴力觉传感器单元的单元输出值而从力觉传感器20输出的值，在判定为不能通过力觉值修正部120推定质量中心位置的情况下，控制部110可以进行将机械手10的姿势变更为与第一姿势不同的第二姿势的控制。而且，力觉值修正部120在通过控制部110进行了使机械手10成为第二姿势的控制后，基于第二力觉值来推断末端执行器12的质量中心位置，该第二力觉值是基于来自N个三轴力觉传感器单元的单元输出值而从力觉传感器20输出的值，基于推断出的质量中心位置来进行修正处理。
由此，能够使用具有两个三轴力觉传感器单元的力觉传感器20。由于所使用的力觉传感器单元可以较少，所以能够实现力觉传感器20的成本降低、小型化等。此外，在如图17所示具有两个三轴力觉传感器单元的情况下，由于存在所有的单元坐标系的原点与质量中心位置位于同一直线上的可能性，所以在不但推断质量中心位置（求出两条直线的交点），还验证其合理性，并且未适当地进行交点的推断的情况下，可以变更姿势并重新进行推断。姿势变更例如是从图20（A）向图20（B）的变更等，是传感器坐标系中的末端执行器12的质量中心位置发生变化那样的姿势变更。
另外，力觉值修正部120也可以通过利用正规化方程式求出机械手10的质量中心位置的最小二乘解，来推断末端执行器12的质量中心位置。
这里，正规化方程式是其解成为使上式（8）所示的平方误差e为最小的解那样的方程式，该情况下通过上式（9）给出。而且，最小二乘解是正规化方程式的解，上式（9）的正规化方程式的解即最小二乘解由上式（10）给出。
由此，能够使用上式（8）～（10）推断质量中心位置作为直线的交点。由于很难认为从各三轴力觉传感器单元输出的力觉值等中完全不包含误差，所以可考虑如上述那样按每个单元决定的直线具有多个交点或者完全不具有交点等状况，不能说根据上式（7）恰当地确定出交点。针对该点，通过根据正规化方程式求出最小二乘解，即使在这样的状况下也能够进行误差较少的推断。
另外，力觉值修正部120也可以对正规化方程式进行奇异值分解，基于通过奇异值分解而得到的奇异值的个数，来进行是否能够推断质量中心位置的判定。
这里，奇异值分解是上式（13）所示那样的分解，奇异值的个数表示上式（13）的矩阵Σ的对角线分量中的非0的分量的个数。
由此，能够容易地判定是否适当地进行了质量中心位置的推断（交点的推断）。如上所述，在本实施方式中不直接对上式（7）求解，而通过上式（8）以下的式子求出最小二乘解。因此，即使是上式（7）的矩阵M不是正则那样的、本身不能够求解的状况，也能够推断暂时的解。因此，若考虑之后的修正处理等，则不希望直接采用所得到的解。因此，应该检查通过某种方法推断出的交点的合理性，作为一个例子，只要进行基于奇异值的个数的判定即可。
另外，力觉传感器20也可以是如下的六轴力觉传感器：从N个三轴力觉传感器单元的各三轴力觉传感器单元取得三个值作为单元输出值，从而取得3×N个值，基于所取得的3×N个值来计算X轴、Y轴以及Z轴的平移力Fx、Fy、Fz、和绕各轴的力矩Mx、My、Mz，将包含计算出的Fx、Fy、Fz以及Mx、My、Mz的信息作为力觉值而输出。
由此，能够将本实施方式的力觉传感器20作为通常的六轴力觉传感器而使用。在机械手10的力控制等中，若六轴力觉传感器的六个值作为力觉值被输出，则能够进行处理。该情况下，即使想要将从N个单元输出的3×N个值（作为单元输出值的集合的力觉值）全部用于控制，也存在处理复杂化，反而不优选的可能性。因此，在只要作为通常的六轴力觉传感器发挥作用即可的状况下，可作为输出Fx、Fy、Fz以及Mx、My、Mz的传感器而实现处理的简化。
另外，力觉值修正部120也可以基于在机械手10的多个姿势中得到的多个力觉值来进行修正处理。
由此，能够改变机械手10的姿势并基于在各个姿势中得到的力觉值来进行力觉值的修正处理。由于末端执行器12对力觉传感器20的影响根据机械手10的姿势而变化，所以能够通过使用多个姿势进行修正处理来进行复合地使用了不同状况的修正处理。即，若使用多个姿势则能够进行更高精度的修正处理。这在图22的流程图中相当于步骤S107、步骤S105的处理。
另外，在本实施方式中如上所述，机械装置可以是机械手10，机械机构可以是机械手10的末端执行器12。该情况下，力觉值修正部120与机械手10的末端执行器12对应设置，从具有N个三轴力觉传感器单元的力觉传感器20取得力觉值，进行所取得的力觉值的修正处理，控制部110基于修正处理后的力觉值来进行机械手10以及末端执行器12的控制。
这里，机械手10的末端执行器12是安装于机械手10的端点（end point）的设备，是包含手部、工具等的概念。此外，若考虑机械装置也可以是本实施方式中说明的机械手10以外的装置，则机械机构并不限于末端执行器12，成为也包含其他机构的概念。
由此，能够使用机械手10作为机械装置。该情况下，能够修正末端执行器12自身对力觉传感器20的力，例如能够进行使用了作用于机械手10的末端执行器12的外力的力控制（例如阻抗控制）等。
此外，本实施方式的控制系统等也可以通过程序来实现其处理的一部分或者大部分。此时，通过CPU等处理器执行程序，来实现本实施方式的控制系统等。具体而言，读出信息存储介质中存储的程序，CPU等处理器执行读出的程序。这里，信息存储介质（可由计算机读取的介质）是储存程序、数据等的介质，其功能可通过光盘（DVD、CD等）、HDD（硬盘驱动器）、或者存储器（卡片式存储器、ROM等）等来实现。而且，CPU等处理器基于信息存储介质中储存的程序（数据）来进行本实施方式的各种处理。即，在信息存储介质中存储有用于使计算机（具备操作部、处理部、存储部、输出部的装置）作为本实施方式的各部发挥功能的程序（用于使计算机执行各部的处理的程序）。
4.第二实施方式
在第二实施方式中，对如图5（A）、图5（B）所示使用难以物理模型化的末端执行器12的情况进行说明。其中，本实施方式的方法不是通过复杂的解析处理来尝试物理模型化的方法，而是利用系统自动地检测是否能够物理模型化，在判定为不能的情况下切换为以往的复位处理的方法。
由于系统构成例与第一实施方式相同在图12中示出，所以省略详细的说明。使用图24的流程图对本实施方式的修正处理进行说明。
根据图24可知，由于步骤S301～步骤S310与图22的步骤S101～步骤S110相同，所以省略详细的说明。即，在本实施方式中，由于也尚未明确是否能进行末端执行器12的物理模型化，所以试行推断处理。由于推断处理的详细内容与第一实施方式相同，所以省略详细的说明。此时，仅进行一次推断处理、即所取得的执行时参数只有一个，难以判定由该执行时参数表示的物理模型是否适当（该物理模型是否能够作为表示末端执行器12的模型而在各种条件下使用）。因此，实际上假定进行多次推断处理，判定由上述多次推断处理得到的多个执行时参数是否在规定误差以内（步骤S310）。由此，在本实施方式的处理中也可以省略图24的步骤S308，在步骤S307的处理后必须移至步骤S310。
由于当在步骤S310中执行时参数为规定误差以内时，由推断出的物理模型适当地表现了末端执行器12，所以只要与第一实施方式相同地存储此时的执行时参数（步骤S309），进行基于物理模型的修正处理即可。
另一方面，当在步骤S310中执行时参数比规定误差大时，判定为如图5（A）、图5（B）那样末端执行器12难以物理模型化。这是因为如上述那样由于在图5（A）中电缆的伸长情况、电缆与地板等的摩擦、在图5（B）中A1与A2的相对位置关系发生变化等，使得表示末端执行器12的物理模型频繁发生变化。即，若末端执行器12能够物理模型化，则如上所述在第一实施方式中求出的执行时参数收敛于某个程度的误差内，与之相对，在难以物理模型化的末端执行器12的情况下，即使传感器等中完全没有误差，根据状况求出的执行时参数也会发生变化。因此，若求出的执行时参数的偏差较大，则由此判定为末端执行器12本身不适于物理模型化。
即，当在步骤S310中为“否”时，放弃末端执行器12的物理模型化，只要进行以往的复位处理即可（步骤S311）。在图25的流程图中示出复位处理的详细内容。若开始复位处理，则首先对控制部110进行指示，以便成为与作业时相同的姿势（步骤S401）。若采取与作业时相同的姿势，并且与实际的作业时不同不施加力，则此时作为力觉值而检测出的值（偏移值）表示因末端执行器12引起并作用于力觉传感器的力，该值在作业时应该也不发生变化。即，机械手10整体的姿势无需与作业时相同，只要成为偏移值是与作业时十分接近的值的姿势即可。
然后，在根据指示通过控制部110进行了姿势变更后，存储姿势变更后的力觉值作为偏移值（步骤S402）。而且，在步骤S402之后、到达作业结束时之前，对从力觉传感器20取得的力觉值进行除去偏移值的偏移除去处理（步骤S403）。
5.第三实施方式
在第三实施方式中，对如图6（A）～图6（C）所示那样末端执行器12包含可变部的情况进行说明。在本实施方式中，设想作为末端执行器12可以不考虑用手部把持的工具（图11（A）的12－2等）的情况、或者把持工具但其把持位置固定的情况等，不存在物理模型未知、本来就不能进行推断的情况。即，在本实施方式中，末端执行器12的形状、质量等是已知的，但例如由于图6（B）所示那样的指关节角的变化等，该末端执行器12的物理模型发生变化的点成为问题。
5.1系统构成例
图26示出本实施方式的系统构成例。成为与第一实施方式相比，除了具有力觉值修正部120的第二修正处理部123、执行时参数计算部126以及执行时参数存储部127之外，还追加了第三修正处理部122以及可变部参数存储部125的构成。
固定部参数存储部124存储与末端执行器12中的固定部（图27中的手掌部分12－3等）的物理模型对应的固定部参数。而且，第一修正处理部121基于固定部参数和来自姿势信息取得部130的机械手10的姿势信息，来进行针对固定部的力觉值修正处理。
可变部参数存储部125存储与末端执行器12中的可变部（图27中的手指部分12－4等）的物理模型对应的可变部参数。并且，第三修正处理部122基于可变部参数和来自姿势信息取得部130的机械手10的姿势信息以及末端执行器12的姿势信息，来进行针对可变部的力觉值修正处理。
5.2与可变部相关的修正处理的详细内容
如作为固定部的修正处理而在第一实施方式中说明那样，在对可变部也设定了以质量中心位置为原点的坐标系1的情况下，若能够求出从传感器坐标系（坐标系2）向坐标系1的平移向量t以及旋转矩阵R，则能够进行力觉值的修正处理。
这里，为了使说明简单化，如图28（B）所示，仅考虑图28（A）中的力觉传感器20、和一根手指构造。并且，如图29所示，使手指构造成为能够在手指旋转坐标系的原点（图28（B）的C1）绕X轴旋转的构造，将其旋转角设为θ。即，这里设为在手指构造的其他部分没有关节的构造。
该情况下，由于手指构造本身的物理模型是已知的，所以将从手指旋转坐标系的原点到质量中心位置（图28（B）的C2）的平移向量t2、和质量m预先作为可变部参数而存储。另外，由于手指旋转坐标系的原点C1是关节部分（即规定旋转角θ时的旋转轴），所以与传感器坐标系的原点的相对位置不变，从传感器坐标系的原点向C1的平移向量t3也作为已知的可变部参数而被存储。另外，若考虑手指旋转坐标系根据θ的值而旋转，则传感器坐标系与手指旋转坐标系之间的旋转是未知的，但θ是给定的基准值时的坐标系间的滚动角、俯仰角、偏航角（u，v，w）是已知的，同样作为可变部参数而被存储。
即，只要决定出表示可变部的动作的参数θ，就能够根据θ、t2、t3、u、v、w求出对传感器坐标系中的质量中心位置进行表示的位移向量（从传感器坐标系的原点向质量中心位置的向量），该位移向量就是图13等中示出的平移向量t。作为一个例子，基于由θ以及u、v、w表示的旋转矩阵对平移向量t2进行坐标变换而变换为传感器坐标系中的向量，并求出变换后的向量与t3的向量之和。另外，通常也可以作为4×4的齐次矩阵的元素而求出，该情况下具有能够通过矩阵来处理平移以及旋转双方的优点。
如以上所示，根据可变部参数（t2，t3，u，v，w）和末端执行器12的姿势信息（θ）可求出以传感器坐标系为基准的平移向量t（相当于质量中心位置x，y，z），并且对质量m能够将已知的值直接使用。即，由于对于可变部也能够计算出与固定部参数相当的值，所以之后的处理如在第一实施方式中说明那样，只要基于上式（2）求出F’以及M’并将求出的F’以及M’的值从力觉值中除去即可。这样，能够抑止可变部对力觉值的影响。
概括以上的处理的图是图30（A）～图30（C）。如图30（A）所示，对于在第一实施方式中说明的固定部，将（x，y，z，m）作为固定部参数而存储，若基于机械手10的姿势信息求出旋转矩阵R，则能够求出固定部修正量，由此能够进行修正处理。与此相对，对于可变部，如图30（B）所示，作为可变部参数的一个例子，如上所述存储（t2，t3，u，v，w），基于该可变部参数和末端执行器12（狭义上是可变部）的姿势信息θ求出（x，y，z，m）。而且，根据求出的（x，y，z，m）和旋转矩阵R求出可变部修正量来进行修正处理。
另外，在进行第一实施方式所示的推断处理的情况下，不预先存储参数，而如图30（C）所示基于力觉值推断（x，y，z，m）。在得到了推断结果后，与固定部同样地根据旋转矩阵R求出修正量并进行修正处理。
5.3处理的详细内容
使用图31的流程图对本实施方式的修正处理进行说明。若开始该处理，则取得来自力觉传感器20的输出值（修正处理前的力觉值）（步骤S501）。而且，对取得的力觉值进行与固定部对应的修正处理（步骤S502）。
由于步骤S502中的固定部的修正处理与第一实施方式中说明的图23相同，所以省略详细的说明。接下来，基于可变部参数（在上述的例子中为t2、t3、u、v、w）和指关节参数（在上述的例子中为θ）求出修正用参数（在上述的例子中为t＝（x，y，z）和m）（步骤S503）。然后，基于求出的修正用参数和机械手10的姿势来计算可变部修正量（步骤S504）。步骤S504的处理在上述的例子中相当于基于机械手10的姿势信息来求出R并通过上式（2）求出F’和M’的处理。
然后，对作为步骤S502的输出的固定部修正处理后的力觉值进行基于在步骤S504中求出的可变部修正量的修正处理（步骤S505），将其结果作为修正处理后的力觉值而输出（步骤S506）。由于步骤S506中的输出是进行了固定部以及可变部双方的修正处理后的输出，所以成为进行了与末端执行器12整体相关的修正处理后的力觉值。
在以上的本实施方式中，控制系统可以如图26所示，包含取得机械手10所具有的可变部（例如图27的12－4所示的手指构造）的姿势信息的姿势信息取得部130。而且，力觉值修正部120基于可变部的姿势信息来推断可变部的质量中心位置并进行修正处理。
由此，通过末端执行器12包含可变部，即使在末端执行器12整体的物理模型发生变化那样的情况下，也能够进行适当的修正处理。具体而言，预先保持（t2，t3，u，v，w）那样的可变部参数，根据该可变部参数、和可变部的姿势信息（θ）来推断质量中心位置（x，y，z）。若求出质量中心位置以及质量，则随后如图30（A）、图30（B）所示，能够通过与固定部同样的处理来进行修正。
6.第四实施方式
在第一～第三实施方式中说明的方法并不限于是分别独立使用的方法，也可以将多个方法进行组合。这里，考虑如图4（A）所示那样利用具有可变的手指构造的手来把持工具并且该工具的把持位置具有自由度的情况，还考虑作为把持对象工具的候补对象而包含图5（A）等所示的难以物理模型化的情况。此时，由于末端执行器12具有可变部，所以使用第三实施方式中说明的方法，并且由于物理模型是未知的，所以需要使用第一实施方式中说明的推断方法。进而，由于也可能是物理模型化本身不能实现的情况，所以也可以使用判定可否进行推断的第二实施方式的方法。
6.1系统构成例
在图32中示出本实施方式的系统构成例。如图32所示，控制系统的力觉值修正部120包含图12以及图26所示的各部。其中，虽然在图26中未图示，但力觉值修正部120也可以包含基于执行时参数计算部126中的计算结果来对控制部110指示姿势的变更的姿势变更指示部。姿势变更指示部可以包含于在第一实施方式中说明的图12的力觉值修正部120中。
第一修正处理部121与第三修正处理部122连接。第三修正处理部122与第二修正处理部123和执行时参数计算部126连接。执行时参数计算部126与执行时参数存储部127连接。
在力觉值修正部120包含姿势变更指示部的情况下，该姿势变更指示部基于执行时参数计算部126中的计算处理的结果，对控制部110指示机械手10的姿势变更。具体而言，在判定为推断出的交点（质量中心位置）不适当的情况下、或者想要求出与计算出的执行时参数（包含推断出的交点）不同姿势下的执行时参数的情况下等，姿势变更指示部对控制部110指示姿势变更。
6.2处理的详细内容
使用图33的流程图对本实施方式的修正处理进行说明。若开始该处理，则取得来自力觉传感器20的输出值（修正处理前的力觉值）（步骤S601）。然后，对取得的力觉值进行与固定部以及可变部对应的修正处理（S602）。由于步骤S602中的固定部的修正处理与第一实施方式中说明的图23相同，所以省略详细的说明。另外，可变部的修正处理与第三实施方式中说明的图31的步骤S503～步骤S506相同。
之后的步骤S603～步骤S611与第二实施方式中说明的图24的步骤S303～步骤S311相同。即，作为将第一～第三实施方式组合而成的本实施方式的处理步骤的一个例子，首先进行针对固定部、可变部的修正处理，基于该修正处理后的力觉值来进行推断处理。然后，根据推断处理的结果判定末端执行器12可否物理模型化，若能够进行物理模型化，则使用推断结果来进行修正处理。另一方面，若不能够物理模型化，则放弃使用了物理模型的修正处理，通过复位处理来进行修正处理。
以上，对应用了本发明的四个实施方式1～4及其变形例进行了说明，但本发明并不限定于各实施方式1～4、其变形例，在实施阶段能够在不脱离发明主旨的范围内将构成要素变形并具体化。另外，通过将在上述的各实施方式1～4、变形例中公开的多个构成要素适当地进行组合，能够形成各种发明。例如，可以从各实施方式1～4、变形例所记载的全部构成要素中删除几个构成要素。并且，也可以对在不同的实施方式、变形例中说明的构成要素进行适当组合。另外，在说明书或者附图中，对于至少一次与更加广义或者同义的不同术语一起记载的术语而言，在说明书或者附图的任意位置都能够置换为该不同的术语。这样，能够在不脱离发明主旨的范围内进行各种变形、应用。
附图标记说明：Fx、Fy、Fz…平移力；Mx、My、Mz…力矩；R…旋转矩阵；t…平移向量；10…机械手；12…末端执行器；20…力觉传感器；21－1～21－4…三轴力觉传感器单元；100…控制装置；110…控制部；120…力觉值修正部；121…第一修正处理部；122…第三修正处理部；123…第二修正处理部；124…固定部参数存储部；125…可变部参数存储部；126…执行时参数计算部；127…执行时参数存储部；130…姿势信息取得部。

Claims (9)

1.一种控制系统，其特征在于，包含：
机械机构；
力觉传感器，其具有N个三轴力觉传感器单元，从N个所述三轴力觉传感器单元的各三轴力觉传感器单元取得附加有因所述机械机构引起的值的单元输出值，输出基于所述单元输出值的力觉值；
力觉值修正部，其基于所述力觉传感器输出的所述力觉值来修正所述力觉值；以及
控制部，其基于在所述力觉值修正部中修正了的所述力觉值，来进行包含所述机械机构的机械装置的控制，
所述力觉传感器将包含从N个所述三轴力觉传感器单元的各三轴力觉传感器单元输出的所述单元输出值的信息作为所述力觉值而输出，
所述力觉值修正部基于所述力觉值所包含的所述单元输出值来推断所述机械机构的质量中心位置，并基于推断出的所述质量中心位置来进行所述修正处理，
所述力觉值修正部根据所述力觉值所包含的单元输出值，求出与由N个所述三轴力觉传感器单元分别检测出的力对应的N个力向量，基于求出的N个所述力向量的合成向量的大小来推断所述机械机构的质量，基于推断出的所述质量来进行所述修正处理，
其中，N是2以上的整数。
2.一种控制系统，其特征在于，包含：
机械机构；
力觉传感器，其具有N个三轴力觉传感器单元，从N个所述三轴力觉传感器单元的各三轴力觉传感器单元取得附加有因所述机械机构引起的值的单元输出值，输出基于所述单元输出值的力觉值；
力觉值修正部，其基于所述力觉传感器输出的所述力觉值来修正所述力觉值；以及
控制部，其基于在所述力觉值修正部中修正了的所述力觉值，来进行包含所述机械机构的机械装置的控制，
所述力觉传感器将包含从N个所述三轴力觉传感器单元的各三轴力觉传感器单元输出的所述单元输出值的信息作为所述力觉值而输出，
所述力觉值修正部基于所述力觉值所包含的所述单元输出值来推断所述机械机构的质量中心位置，并基于推断出的所述质量中心位置来进行所述修正处理，
所述力觉值修正部通过利用正规化方程式求出所述机械机构的所述质量中心位置的最小二乘解，来推断所述质量中心位置，
其中，N是2以上的整数。
3.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，
所述力觉值修正部对所述正规化方程式进行奇异值分解，基于通过所述奇异值分解而得到的奇异值的个数来进行是否能够推断所述质量中心位置的判定。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述的控制系统，其特征在于，
所述力觉传感器具有三个以上所述三轴力觉传感器单元。
5.根据权利要求1～3中任意一项所述的控制系统，其特征在于，
所述力觉传感器具有四个以上所述三轴力觉传感器单元。
6.一种控制系统，其特征在于，包含：
机械机构；
力觉传感器，其具有N个三轴力觉传感器单元，从N个所述三轴力觉传感器单元的各三轴力觉传感器单元取得附加有因所述机械机构引起的值的单元输出值，输出基于所述单元输出值的力觉值；
力觉值修正部，其基于所述力觉传感器输出的所述力觉值来修正所述力觉值；以及
控制部，其基于在所述力觉值修正部中修正了的所述力觉值，来进行包含所述机械机构的机械装置的控制，
所述力觉值修正部在所述机械装置的第一姿势中基于第一力觉值来进行推断所述机械机构的质量中心位置的处理，所述第一力觉值是基于来自两个所述三轴力觉传感器单元的所述单元输出值从所述力觉传感器输出的力觉值，
所述控制部在由所述力觉值修正部判定为不能推断所述质量中心位置的情况下，进行将所述机械装置的姿势变更为与所述第一姿势不同的第二姿势的控制，
所述力觉值修正部在通过所述控制部进行了使所述机械装置成为所述第二姿势的控制后，基于第二力觉值来推断所述机械机构的所述质量中心位置，并基于推断出的所述质量中心位置来进行所述修正处理，所述第二力觉值是基于来自两个所述三轴力觉传感器单元的所述单元输出值从所述力觉传感器输出的力觉值，
其中，N是2以上的整数。
7.根据权利要求1～3中任意一项所述的控制系统，其特征在于，
所述力觉传感器是六轴力觉传感器，该六轴力觉传感器通过从N个所述三轴力觉传感器单元的各三轴力觉传感器单元取得三个值作为所述单元输出值，从而取得3×N个值，
基于所取得的3×N个值计算出X轴、Y轴以及Z轴的平移力Fx、Fy、Fz和绕各轴的力矩Mx、My、Mz，
将包含计算出的Fx、Fy、Fz以及Mx、My、Mz的信息作为所述力觉值而输出。
8.一种机械装置的控制方法，其特征在于，
从与机械装置的机械机构对应设置并具有N个三轴力觉传感器单元的力觉传感器取得力觉值，
对所取得的所述力觉值进行修正处理，
基于所述修正处理后的所述力觉值来进行所述机械装置以及所述机械机构的控制，
作为所述修正处理，基于下述力觉值进行修正所述力觉值的处理，所述力觉值是基于N个所述三轴力觉传感器单元的单元输出值从所述力觉传感器输出的力觉值，
所述力觉传感器将包含从N个所述三轴力觉传感器单元的各三轴力觉传感器单元输出的所述单元输出值的信息作为所述力觉值而输出，
基于所述力觉值所包含的所述单元输出值来推断所述机械机构的质量中心位置，并基于推断出的所述质量中心位置来进行所述修正处理，
根据所述力觉值所包含的单元输出值，求出与由N个所述三轴力觉传感器单元分别检测出的力对应的N个力向量，基于求出的N个所述力向量的合成向量的大小来推断所述机械机构的质量，基于推断出的所述质量来进行所述修正处理，
其中，N是2以上的整数。
9.一种机械装置的控制方法，其特征在于，
从与机械装置的机械机构对应设置并具有N个三轴力觉传感器单元的力觉传感器取得力觉值，
对所取得的所述力觉值进行修正处理，
基于所述修正处理后的所述力觉值来进行所述机械装置以及所述机械机构的控制，
作为所述修正处理，基于下述力觉值进行修正所述力觉值的处理，所述力觉值是基于N个所述三轴力觉传感器单元的单元输出值从所述力觉传感器输出的力觉值，
在所述机械装置的第一姿势中基于第一力觉值来进行推断所述机械机构的质量中心位置的处理，所述第一力觉值是基于来自两个所述三轴力觉传感器单元的所述单元输出值从所述力觉传感器输出的力觉值，
在判定为不能推断所述质量中心位置的情况下，进行将所述机械装置的姿势变更为与所述第一姿势不同的第二姿势的控制，
在进行了使所述机械装置成为所述第二姿势的控制后，基于第二力觉值来推断所述机械机构的所述质量中心位置，并基于推断出的所述质量中心位置来进行所述修正处理，所述第二力觉值是基于来自两个所述三轴力觉传感器单元的所述单元输出值从所述力觉传感器输出的力觉值，
其中，N是2以上的整数。
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