CN104507645A

CN104507645A - 机器人装置及其控制方法

Info

Publication number: CN104507645A
Application number: CN201380041006.7A
Authority: CN
Inventors: 松本佑太; 西原泰宣; 藤田纯
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 2012-08-02
Filing date: 2013-08-01
Publication date: 2015-04-08
Anticipated expiration: 2033-08-01
Also published as: GB2518576B; GB2518576A; JPWO2014021433A1; WO2014021433A1; US9434073B2; JP5727103B2; CN104507645B; GB201501379D0; US20150258685A1

Abstract

机器人装置（1）具备根据推测作用于各关节（20～25）的关节转矩的关节转矩推测部（53）的推测值进行修正的控制装置（3），关节转矩推测部（53）具有库仑摩擦力转矩推测部（70）、粘性摩擦力转矩推测部（71）、和使从库仑摩擦力转矩推测部（70）向粘性摩擦力转矩推测部（71）的转变及从粘性摩擦力转矩推测部（71）向库仑摩擦力转矩推测部（70）的转变平滑的转变区间运算部（72）。

Description

机器人装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及通过驱动马达驱动关节的机器人装置及其控制方法。

背景技术

在控制机器人装置的关节的驱动的情况下，由于背隙等的机械精度的原因，容易发生关节的旋转方向从正转向倒转或从倒转向正转反转时的关节角速度与关节转矩的关系不确定的问题。

在考虑摩擦而控制驱动的以往的机器人装置中，对于该问题，在速度为0附近的区域中任意地设置称作死区的滞后而进行控制（专利文献1）。

另一方面，在考虑摩擦而对控制对象的驱动进行控制的情况下，由于控制对象受到库仑摩擦的影响和粘性摩擦的影响，所以还实施对这两者进行辨识而进行补偿的处理（专利文献2）。

另外，还进行下述处理：根据移动物体的速度，划分为受到库仑摩擦的影响的区域和受到粘性摩擦的影响的区域，基于不连续摩擦模型的模型式推测各个区域中的摩擦力（非专利文献1）。

专利文献1：日本特开平7-28527号公报。

专利文献2：日本特开平7-333084号公报。

非专利文献1：菊植亮，武居直行，佐野明人，望山洋，藤本英雄：“在有限时间中收敛为零速度的不连续摩擦模型（有限時間で零速度に収束する不連続摩擦モデル）”，第10次机器人技术研讨会初稿集，pp.215―220，2005。

但是，在导入不连续摩擦模型或死区、考虑由于作用于关节的库仑摩擦或粘性摩擦产生的摩擦力转矩而控制机器人装置的关节的驱动的情况下，存在下述问题：当从受到库仑摩擦的影响的区域向受到粘性摩擦的影响的区域转变时，或从受到粘性摩擦的影响的区域向受到库仑摩擦的影响的区域转变时，在作为边界的不连续点，推测出的摩擦力转矩与实际作用于关节的摩擦力转矩不一致，不能平滑地控制关节的驱动。

发明内容

本发明的课题是，解决在考虑作用于关节的摩擦力转矩而控制关节的驱动的以往的机器人装置中发生的上述问题，提供一种机器人装置，在关节的驱动从受到库仑摩擦的影响的区域向受到粘性摩擦的影响的区域转变时，或在从受到粘性摩擦的影响的区域向受到库仑摩擦的影响的区域转变时，也能够被平滑地驱动控制。

为了解决上述课题，本发明的机器人装置的特征在于，具备：关节，被驱动马达驱动；旋转角检测机构，检测所述驱动马达的旋转角；控制装置，当根据所述旋转角检测机构的检测值控制所述关节的驱动时，根据推测作用于所述关节的关节转矩的关节转矩推测部的推测值进行修正；所述关节转矩推测部具有惯性转矩推测部、科里奥利力转矩推测部、离心力转矩推测部、重力转矩推测部和摩擦力转矩推测部；所述摩擦力转矩推测部具有库仑摩擦力转矩推测部、粘性摩擦力转矩推测部和转变区间运算部，所述转变区间运算部使从所述库仑摩擦力转矩推测部向所述粘性摩擦力转矩推测部的转变和从所述粘性摩擦力转矩推测部向所述库仑摩擦力转矩推测部的转变平滑。

此外，本发明的机器人装置的控制方法是当根据驱动马达的旋转角的检测值驱动关节时、根据作用于关节的关节转矩的推测值进行修正的机器人装置的控制方法，其特征在于，当推测作用于关节的惯性转矩、科里奥利力转矩、离心力转矩、重力转矩和摩擦力转矩而得到关节的关节转矩的推测值时，通过转变区间运算部运算并推测从库仑摩擦力转矩向粘性摩擦力转矩转变的期间中的摩擦力转矩、和从粘性摩擦力转矩向库仑摩擦力转矩转变的期间中的摩擦力转矩。

根据本发明，即使是机器人装置的关节的驱动从受到库仑摩擦的影响的区域向受到粘性摩擦的影响的区域转变时，或从受到粘性摩擦的影响的区域向受到库仑摩擦的影响的区域转变时，也能够平滑地驱动控制。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式的机器人装置的立体图。

图2是表示机器人装置的关节的构造的示意图。

图3是机器人装置的控制装置的控制块图。

图4是控制装置的关节转矩推测部的控制块图。

图5是表示由关节转矩推测部的摩擦转矩推测部推测的摩擦转矩的图表。

图6是图1所示的机器人装置的流程图。

图7是关节转矩推测部的流程图。

图8是摩擦转矩推测部的流程图。

具体实施方式

以下，参照图1至图8对本发明的一实施方式进行说明。这里，图1至图8是表示本发明的一实施方式的图。

首先，通过图1及图2，对本发明的一实施方式的机器人装置1的概况进行说明。

如图1所示，机器人装置1具备机器人主体2和控制装置3，控制装置3连接在机器人主体2上并控制机器人主体2的驱动。

机器人主体2具备基部10和从基部10依次设置并经由6个关节20～25（第1关节20、第2关节21、第3关节22、第4关节23、第5关节24及第6关节25）相互连结的6个臂体30～35（第1臂体30、第2臂体31、第3臂体32、第4臂体33、第5臂体34及第6臂体35）。

如图2所示，一体地设在第1臂体30上而构成第1关节20的臂轴40的一端连接在安装于基部10上的减速机41的输出侧。在减速机41的输入侧连接着驱动马达42，在驱动马达42上设有检测其旋转角的作为旋转角检测机构的编码器43。当驱动马达42正转或逆转时，其旋转被减速机41减速后被传递给臂轴40，第1臂体30向正方向或逆方向旋转。

另外，关于第2关节21～第6关节25，也分别与第1关节20同样地具有臂轴40，设有减速机41、驱动马达42、编码器43，同样地动作，所以省略说明。

接着，通过图3及图4对控制装置3进行说明。

如图3所示，控制装置3具备位置指令部50、θ·θ’·θ”运算部51、伺服控制运算部52、关节转矩推测部53、外力运算部54、一致性模型运算部55和控制对象部56。

控制装置3中，基于设在机器人主体2的各关节20～25的各自的驱动马达42中的编码器43的检测值，以规定的控制周期，位置指令部50发出关于目标位置·姿势的指令，接收到指令的控制对象部56使各个驱动马达42工作，驱动各关节20～25。

θ·θ’·θ”运算部51将位置指令部50计算出的关于目标位置·姿势的指令与由后述的一致性模型运算部55得到的修正量相加，进行基于逆运动学的运算，计算关节角度指令θ、关节角速度指令θ’、关节角加速度指令θ”。

伺服控制运算部52基于由θ·θ’·θ”运算部51计算出的关节角度指令θ、关节角速度指令θ’、关节角加速度指令θ”，计算向控制对象部56发出的转矩指令。

关节转矩推测部53基于动力学模型推测对各关节20～25作用的关节转矩，关于其详细情况在后面叙述。

外力运算部54基于误差转矩计算推测外力，该误差转矩通过从由伺服控制运算部52计算出的转矩指令减去由关节转矩推测部53推测出的关节转矩的推测转矩值而求出。

一致性模型运算部55基于由外力运算部54计算出的推测外力计算关于目标位置·姿势的修正量。

这里，对由关节转矩推测部53进行的对各关节20～25作用的关节转矩的推测的详细情况进行说明。

关节转矩推测部53基于动力学模型的模型式推测关节转矩。

对n个关节作用的推测关节转矩T（Θ）可以用以下的式子表示。

T（Θ）=M（Θ）Θ”+B（Θ）［Θa’Θb’］+C（Θ）［Θ’²］+G（Θ）+F（Θ’）

上式的各项是以下这样的。

T（Θ）：推测关节转矩矩阵（n行1列的矩阵）

Θ、Θ’、Θ”：分别是关节角度矩阵、关节角速度矩阵、关节角加速度矩阵（n行1列的矩阵）

Θ’²：相同关节的关节角速度积矩阵（n行1列的矩阵）

Θa’Θb’：不同关节的关节角速度积矩阵（{n･（n-1）/2}行1列的矩阵）

M（Θ）：惯性（质量）矩阵（n行n列的矩阵）

B（Θ）：科里奥利力矩阵（n行{n･（n-1）/2}列的矩阵）

C（Θ）：离心力矩阵（n行n列的矩阵）

G（Θ）：重力矩阵（n行1列的矩阵）

F（Θ’）：摩擦力矩阵（n行1列的矩阵）

另外，在本实施方式中，由于机器人主体2具有6个关节20～25，所以为n=6。

如图4所示，关节转矩推测部53基于上述推测关节转矩T（Θ）的式子，具备惯性转矩推测部60、科里奥利力转矩推测部61、离心力转矩推测部62、重力转矩推测部63和摩擦力转矩推测部64。

惯性转矩推测部60基于上述推测关节转矩T（Θ）的式子的M（Θ）Θ”项，对于以规定的控制周期发出的关节角度指令θ和关节角加速度指令θ”计算由于惯性产生的惯性转矩。

科里奥利力转矩推测部61基于上述推测关节转矩T（Θ）的式子的B（Θ）［Θa’Θb’］的项，对于以规定的控制周期发出的关节角度指令θ和关节角速度指令θ’计算由于科里奥利力产生的科里奥利力转矩。

离心力转矩推测部62基于上述推测关节转矩T（Θ）的式子的C（Θ）［Θ’²］的项，对于以规定的控制周期发出的关节角度指令θ和关节角速度指令θ’计算由于离心力产生的离心力转矩。

重力转矩推测部63基于上述推测关节转矩T（Θ）的式子的G（Θ）的项，对于以规定的控制周期发出的关节角度指令θ计算由于重力产生的重力转矩。

摩擦力转矩推测部64基于上述推测关节转矩T（Θ）的式子的F（Θ’）的项，对于以规定的控制周期发出的关节角度指令θ和关节角速度指令θ’，计算由于摩擦力产生的摩擦力转矩。

关节转矩推测部53通过将由惯性转矩推测部60计算出的惯性转矩、由科里奥利力转矩推测部61计算出的科里奥利力转矩、由离心力转矩推测部62计算出的离心力转矩、由重力转矩推测部63计算出的重力转矩、由摩擦力转矩推测部64计算出的摩擦力转矩相加而推测关节转矩，得到关节转矩的推测值。

当计算对各关节20～25作用的摩擦力转矩时，随着关节角速度的增加，对各关节20～25作用的摩擦从库仑摩擦转变为粘性摩擦，并且，随着关节角速度的减小，对各关节20～25作用的摩擦从粘性摩擦转变为库仑摩擦，所以，摩擦力转矩推测部64具备基于库仑摩擦模型的模型式的库仑摩擦力转矩推测部70和基于粘性摩擦模型的模型式的粘性摩擦力转矩推测部71。

并且，在库仑摩擦模型的模型式和粘性摩擦模型的模型式不连续的情况下，为了避免推测的摩擦力转矩在其连接变得不连续的关节角速度的前后急剧地变化而导致各关节20～25的驱动紊乱，摩擦力转矩推测部64还具备转变区间运算部72，转变区间运算部72使从库仑摩擦力转矩推测部70向粘性摩擦力转矩推测部71的转变和从粘性摩擦力转矩推测部71向库仑摩擦力转矩推测部70的转变平滑。

摩擦力转矩推测部64还具有从库仑摩擦力转矩推测部70、粘性摩擦力转矩推测部71和转变区间运算部72中根据关节角速度选择某1个的切换开关73。

接着，对库仑摩擦力转矩推测部70、粘性摩擦力转矩推测部71和转变区间运算部72中进行的摩擦力转矩的推测和由切换开关73进行的切换进行说明。

库仑摩擦力转矩推测部70依据库仑摩擦模型，对于各关节20～25的关节角度指令θ和关节角速度指令θ’，按照Fc（θ）=fc×sgn（θ’）的式子运算并推测作用于各关节20～25的库仑摩擦力转矩Fc（θ）。其中，fc表示依据库仑摩擦模型的模型式的规定的常数。

粘性摩擦力转矩推测部71依据粘性摩擦模型，对于各关节20～25的关节角度指令θ和关节角速度指令θ’，按照Fv（θ）=fv（θ’）的式子运算并推测作用于各关节20～25的粘性摩擦力转矩Fv（θ）。其中，fv（θ’）表示依据以关节角速度指令θ’为变量的粘性摩擦模型的模型式的规定的函数。

转变区间运算部72对于各关节20～25的关节角度指令θ和关节角速度指令θ’，按照Ft（θ）=k×（θ—θs）+fc×sgn（θ’）的式子运算并推测作用于各关节20～25的转变区间摩擦力转矩Ft（θ）。其中，k表示后述的摩擦力转矩系数，θs表示规定的控制周期中的上次指令时的关节角度指令。

通过预先驱动各关节20～25，测量给各关节20～25带来影响的摩擦由于关节角度的增加而从库仑摩擦转变为粘性摩擦时作用于各关节20～25的关节转矩，对其测量结果进行解析，来设定摩擦力转矩系数k。将各关节20～25的驱动马达42的电流值和编码器43的检测值以规定的采样周期测量多个，将驱动马达42的电流值换算为关节转矩，将编码器43的检测值换算为关节角度。基于机器人主体2的尺寸及质量等，计算在测量时作用于各关节20～25的惯性转矩、科里奥利力转矩、离心力转矩和重力转矩，通过从换算出的关节转矩减去它们，提取在测量时作用于各关节20～25的摩擦力转矩。根据换算后的关节角度和提取出的摩擦力转矩，得到基于测量的关节角度与摩擦力转矩的关系Fm（θ）。

大致上，关于基于测量的关节角度与摩擦力转矩的关系Fm（θ），在关节角度微小的区域中，因为库仑摩擦的影响，相对于关节角度的变化，摩擦力转矩大致为一定，但如果超过该微小的区域，则随着关节角度的增加，摩擦力转矩平滑地增加。在该摩擦力转矩平滑地增加的区域中，提取摩擦力转矩相对于关节角度的斜率km，将该斜率km作为摩擦力转矩系数k。

另外，在本实施方式中，将驱动马达42的电流值换算为关节转矩，将编码器43的检测值换算为关节角度，但也可以使用其他测量装置测量关节转矩和关节角度。

此外，在机器人装置1有多台的情况下，优选的是对各个机器人装置1求出摩擦力转矩系数k，但也可以对于在相同工序中制作出的相同规格的多台机器人装置1求出某1台机器人装置1的摩擦力转矩系数k，将该摩擦力转矩系数k应用于其余的机器人装置1中。

切换开关73与各关节20～25的关节角速度指令θ’相应地，从库仑摩擦力转矩推测部70、粘性摩擦力转矩推测部71和转变区间运算部72中选择某1个。

在各关节20～25的旋转方向是正转的情况下，关节角速度指令θ’为正值，在逆转的情况下，关节角速度指令θ’为负值。

当关节角速度指令θ’处于0≤|θ’|≤θ1’（0<θ1’）的范围时，切换开关73选择并连接库仑摩擦力转矩推测部70，摩擦力转矩推测部64通过由库仑摩擦力转矩推测部70运算，推测作用于各关节20～25的摩擦力转矩。另外，θ1’表示库仑摩擦切换关节速度指令θ1’，关于它在后面叙述。

当关节角速度指令θ’处于θ1’<|θ’|<θ2’（θ1’<θ2’）的范围时，切换开关73选择并连接转变区间运算部72，摩擦力转矩推测部64通过由转变区间运算部72运算，推测作用于各关节20～25的摩擦力转矩。另外，θ2’表示粘性摩擦切换关节速度指令θ2’，关于它在后面叙述。

当关节角速度指令θ’处于θ2’≤|θ’|的范围中时，切换开关73选择并连接粘性摩擦力转矩推测部71，摩擦力转矩推测部64通过由粘性摩擦力转矩推测部71运算，推测作用于各关节20～25的摩擦力转矩。

另外，不进行从库仑摩擦力转矩推测部70向粘性摩擦力转矩推测部71的直接的切换和从粘性摩擦力转矩推测部71向库仑摩擦力转矩推测部70的直接的切换。

库仑摩擦切换关节速度指令θ1’是将库仑摩擦力转矩推测部70依据库仑摩擦模型计算出的库仑摩擦力转矩Fc（θ）和基于测量的关节角度与摩擦力转矩的关系Fm（θ）比较，采用Fm（θ）超过Fc（θ）时的关节角速度。

粘性摩擦切换关节速度指令θ2’是将粘性摩擦力转矩推测部71依据粘性摩擦模型计算出的粘性摩擦力转矩Fv（θ）和基于测量的关节角度与摩擦力转矩的关系Fm（θ）比较，采用Fm（θ）到达Fv（θ）的最小值时的关节角速度。

在本实施方式中，由切换开关73进行的库仑摩擦力转矩推测部70与转变区间运算部72之间的切换、粘性摩擦力转矩推测部71与转变区间运算部72之间的切换，通过将关节角速度指令θ’与库仑摩擦切换关节速度指令θ1’、粘性摩擦切换关节速度指令θ2’比较来进行，但也可以适当变更或附加用于切换的条件。

例如，在本实施方式中，从转变区间运算部72向粘性摩擦力转矩推测部71的切换是在关节角速度指令θ’成为粘性摩擦切换关节速度指令θ2’以上（θ2’≤|θ’|）的时点切换，但也可以在关节角速度指令θ’变得比粘性摩擦切换关节速度指令θ2’快（θ2’<|θ’|）并且转变区间摩擦力转矩Ft（θ）变得比粘性摩擦力转矩Fv（θ）的最小值大（|Fv（θ）的最小值|<|Ft（θ）|）的时点切换。

在本实施方式中，上述关节转矩的测量、测量结果的解析、基于测量的关节角度与摩擦转矩的关系Fm（θ）的取得、摩擦力转矩相对于关节角度的斜率km的取得及库仑摩擦切换关节速度指令θ1’、粘性摩擦切换关节速度指令θ2’的取得由操作员离线实施，但也可以追加程序软件以由控制装置3执行。

在图5中，表示对于各关节20～25由本实施方式的摩擦力转矩推测部64推测的摩擦力转矩的图表。

横轴表示关节角速度，纵轴表示摩擦力转矩，白圆（○）标记表示由摩擦力转矩推测部64推测的摩擦力转矩。

区间A和区间A’是关节角速度指令θ’为0≤|θ’|≤θ1’的范围，在该范围中，以规定的控制周期，摩擦力转矩推测部64用库仑摩擦力转矩推测部70运算来推测摩擦力转矩。

区间B和区间B’是关节角速度指令θ’为θ1’<|θ’|<θ2’的范围，在该范围中，以规定的控制周期，摩擦力转矩推测部64用转变区间运算部72运算来推测摩擦力转矩。

区间C和区间C’是关节角速度指令θ’为θ2’≤|θ’|的范围，在该范围中，以规定的控制周期，摩擦力转矩推测部64用粘性摩擦力转矩推测部71运算来推测摩擦力转矩。

由转变区间运算部72推测出的区间B、B’的摩擦转矩将基于库仑摩擦模型的模型式推测出的区间A、A’的摩擦力转矩与基于粘性摩擦模型的模型式推测出的区间C、C’的摩擦力转矩平滑地连接。

如用区间B、B’的黑圆（●）标记所示，如果如以往那样由库仑摩擦力转矩推测部70推测该区间的摩擦力转矩，则在区间B与区间C的边界及区间B’与区间C’的边界，摩擦力转矩急剧地变化，所以各关节20～25的驱动有可能紊乱。

根据本实施方式，由于摩擦力转矩推测部64具备转变区间运算部72，所以从库仑摩擦力转矩推测部70经由转变区间运算部72向粘性摩擦力转矩推测部71，以及从粘性摩擦力转矩推测部71经由转变区间运算部72向库仑摩擦力转矩推测部70平滑地转变。

接着，参照图6所示的流程图说明本实施方式的机器人装置1的动作。

将机器人装置1如图6所示的流程图那样控制。

机器人装置1在步骤S100中被伺服开启，控制装置3起动。

在步骤S101中，控制装置3将保存在其存储器中的基于动力学模型的推测关节转矩T（Θ）的式子的参数读入。读入的参数被用于关节转矩推测部53的惯性转矩推测部60、科里奥利力转矩推测部61、离心力转矩推测部62、重力转矩推测部63，是基于机器人主体2的尺寸及质量预先求出的臂质量、连杆偏移量、重心偏移量、绕重心的惯性转矩等、以及与摩擦力转矩推测部64中包含的库仑摩擦力转矩推测部70的库仑摩擦力转矩Fc（θ）的式子相关的信息、与粘性摩擦力转矩推测部71的粘性摩擦力转矩Fv（θ）的式子相关的信息、转变区间运算部72的转变区间摩擦力转矩Ft（θ）的式子的摩擦力转矩系数k、切换开关73的库仑摩擦切换关节速度指令θ1’、粘性摩擦切换关节速度指令θ2’等。

在步骤S102中，控制装置3将保存在其存储器中的机器人主体2的前端应到达的目标位置·姿势读入。

在步骤S103中，控制装置3由其位置指令部50基于在各关节20～25各自的驱动马达42中设置的编码器43的检测值，以规定的控制周期计算目标位置·姿势，发出关于目标位置·姿势的指令。

在步骤S104中，控制装置3基于关于目标位置·姿势的指令，由其θ·θ’·θ”运算部51进行基于逆运动学的运算，计算关节角度指令θ、关节角速度指令θ’、关节角加速度指令θ”。

在步骤S105中，控制装置3基于关节角度指令θ、关节角速度指令θ’、关节角加速度指令θ”，由其伺服控制运算部52计算转矩指令值。

在步骤S106中，控制装置3基于转矩指令，控制对象部56使各个驱动马达42工作，使机器人主体2的各关节20～25旋转。

在步骤S107中，如果机器人主体2的各关节20～25的位置·姿势成为应到达的目标值，则控制装置3向步骤S108前进，伺服关闭。如果没有达到目标值，则控制装置3向步骤S103返回。

另外，在步骤S109中，控制装置3基于在步骤S104中计算出的关节角度指令θ、关节角速度指令θ’、关节角加速度指令θ”，由其关节转矩推测部53推测对各关节20～25分别作用的关节转矩，在步骤S110中，从该推测出的关节转矩的推测转矩值减去在步骤S105中计算出的转矩指令，计算误差转矩。

在步骤S111中，控制装置3基于误差转矩，由其外力运算部54计算推测外力，在步骤S112中，基于推测外力，由其一致性模型运算部55运算目标位置·姿势的修正量。

将该目标位置·姿势的修正量与在步骤S103中运算的目标位置·姿势相加，计算出的目标位置·姿势成为考虑了一致性控制的目标位置·姿势。

接着，参照图7所示的流程图说明关节转矩推测部53的动作。

关节转矩推测部53在步骤S200中开始关节转矩的推测。

在步骤S201中，关节转矩推测部53通过惯性转矩推测部60计算惯性转矩。

在步骤S202中，关节转矩推测部53通过科里奥利力转矩推测部61计算科里奥利力转矩。

在步骤S203中，关节转矩推测部53通过离心力转矩推测部62计算离心力转矩。

在步骤S204中，关节转矩推测部53通过重力转矩推测部63计算重力转矩。

在步骤S205中，关节转矩推测部53通过摩擦力转矩推测部64计算摩擦力转矩。

在步骤S206中，关节转矩推测部53将在步骤S201～步骤S205中计算出的惯性转矩、科里奥利力转矩、离心力转矩、重力转矩和摩擦力转矩相加，推测关节转矩。

并且，在步骤S207中，关节转矩推测部53结束关节转矩的推测。

接着，参照图8所示的流程图说明摩擦力转矩推测部64的动作。

摩擦力转矩推测部64在步骤S300中开始摩擦力转矩的推测。

在步骤S301中，摩擦力转矩推测部64通过切换开关73判定是否处于库仑摩擦力转矩推测区间，即关节角速度指令θ’是否处于0≤|θ’|≤θ1’的范围。在关节角速度指令θ’处于0≤|θ’|≤θ1’的范围的情况下向步骤S305前进，在不是的情况下向步骤S302前进。

在步骤S305中，摩擦力转矩推测部64通过用库仑摩擦力转矩推测部70运算库仑摩擦力转矩Fc（θ）来推测摩擦力转矩。

在步骤S302中，摩擦力转矩推测部64通过切换开关73判定是否处于转变区间，即关节角速度指令θ’是否处于θ1’<|θ’|<θ2’的范围。在关节角速度指令θ’处于θ1’<|θ’|<θ2’的范围的情况下向步骤S306前进，在不是的情况下向步骤S303前进。

在步骤S306中，摩擦力转矩推测部64通过由转变区间运算部72运算转变区间摩擦力转矩Ft（θ），推测摩擦力转矩。

在步骤S303中，摩擦力转矩推测部64通过切换开关73判断是否处于粘性摩擦力转矩推测区间，即关节角速度指令θ’是否处于θ2’≤|θ’|的范围。在关节角速度指令θ’处于θ2’≤|θ’|的范围的情况下向步骤S307前进，在不是的情况下不推测摩擦力转矩，向步骤S304前进。

在步骤S307中，摩擦力转矩推测部64通过由粘性摩擦力转矩推测部71运算粘性摩擦力转矩Fv（θ）来推测摩擦力转矩。

在步骤S304中，摩擦力转矩推测部64结束摩擦力转矩的推测。

另外，在实施本发明时，可以根据机器人装置的具体的结构而适当变更实施。根据执行的作业，决定机器人主体的关节及臂体的个数及控制它的控制装置的控制个数。

Claims

1. 一种机器人装置，其特征在于，具备：

关节，被驱动马达驱动；

旋转角检测机构，检测所述驱动马达的旋转角；

控制装置，当根据所述旋转角检测机构的检测值控制所述关节的驱动时，根据推测作用于所述关节的关节转矩的关节转矩推测部的推测值进行修正；

所述关节转矩推测部具有惯性转矩推测部、科里奥利力转矩推测部、离心力转矩推测部、重力转矩推测部和摩擦力转矩推测部；

所述摩擦力转矩推测部具有库仑摩擦力转矩推测部、粘性摩擦力转矩推测部和转变区间运算部，所述转变区间运算部使从所述库仑摩擦力转矩推测部向所述粘性摩擦力转矩推测部的转变和从所述粘性摩擦力转矩推测部向所述库仑摩擦力转矩推测部的转变平滑。

2. 如权利要求1所述的机器人装置，其特征在于，

所述转变区间运算部使用从预先测量的所述关节的关节转矩提取出的摩擦力转矩系数，运算所述关节的摩擦力转矩。

3. 一种机器人装置的控制方法，当根据驱动马达的旋转角的检测值驱动关节时，根据作用于所述关节的关节转矩的推测值进行修正，其特征在于，

具备推测作用于所述关节的惯性转矩、科里奥利力转矩、离心力转矩、重力转矩和摩擦力转矩而得到所述关节的关节转矩的推测值的工序；

得到所述关节的关节转矩的推测值的工序包括下述工序：通过转变区间运算部运算并推测从库仑摩擦力转矩向粘性摩擦力转矩转变的期间中的摩擦力转矩、和从粘性摩擦力转矩向库仑摩擦力转矩转变的期间中的摩擦力转矩。

4. 如权利要求3所述的机器人装置的控制方法，其特征在于，

所述转变区间运算部使用由预先测量的所述关节的关节转矩提取出的摩擦力转矩系数，运算所述关节的摩擦力转矩。