CN109937390A - 致动器的驱动控制装置 - Google Patents

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Abstract

提供在致动器中实现脱力的控制的驱动控制装置。所述驱动控制装置具有：驱动控制单元，其与驱动控制信号对应地，进行致动器的驱动控制；以及压力控制单元，其与压力控制信号对应地，对所述驱动控制信号的向由所述致动器产生的压力的控制的关联进行控制。

Description

致动器的驱动控制装置
技术领域
本发明涉及机器人控制技术，特别涉及利用机器人对可动部进行驱动的致动器的驱动控制装置。
背景技术
当前的对在工业机器人等使用的机器人手臂的位置、速度进行控制的精度被认为已经超越了人类的能力。另外，还提出了可实现将机器人的可动部分的惯性变小的技术(例如参照专利文献1)、对机器人的机械手指尖的柔软性进行控制的技术(例如参照专利文献2)。
专利文献1：日本特开2016-61302号公报
专利文献2：日本特开2014-4654号公报
发明内容
但是，使机器人进行像人类一样的动作是困难的，乐器演奏亦是如此，使机器人进行如同人类弹奏一样的演奏是极难的。
作为通常的机器人手臂、机器人的动力所使用的致动器(人工肌肉)针对驱动信号而平滑地高精度地进行动作，但针对外力基本上为刚体。
根据致动器的种类，也存在柔软的(例如参照专利文献2)，为了高精度地运转机器人而需要进行位置控制(位置反馈)。但是，如果进行该位置控制，则致动器趋向于刚体化，在正常的动作中维持几乎相同的硬度。因此，致动器的举动与人类的肌肉的举动差异较大。
作为例子，在如“击鼓”的动作的情况下，根据实际人类击鼓的影像对鼓槌的前端的轨迹进行分析，能够利用机器人手臂对该动作进行再现。并且，在机器人中，能够以相当高的精度实现进行该鼓槌的前端的位置控制，认为能够实现以等于或超越人类的精度进行的位置控制。
但是，仅进行如上的鼓槌的前端的位置控制，不会发出如人击鼓那样的声音。这是因为鼓槌的轨迹并非全部按照人的意图而进行动作，多数部分是利用鼓侧的反作用而作出的。鼓槌的轨迹的最初的部分是通过按照人的意图向鼓的鼓皮注入力而对鼓槌施加动能所形成的。此时肌肉处于硬直的如硬弹簧那样的状态。如果在这样的状态下持续挥动鼓槌直至鼓槌碰到鼓皮，则虽然发出声音，但由于成为将鼓槌按压于鼓皮的状态，因此鼓皮的自由振动被妨碍。因此，通过鼓槌引起的打击音被减弱，得不到鼓特有的声音的余韵。可以想到利用机器人手臂进行的打击也会成为与这相近的状态。
在实际的演奏中，在对鼓槌施加力而进行加速之后，在即将碰到鼓皮前将肌肉的力卸去(脱力)，由此对鼓槌施加动能，使鼓槌的前端撞击鼓皮。通过这样，使鼓槌的质量和鼓皮的弹性之间发生耦合共振，将鼓槌的动能高效地变为鼓皮的振动能而使声音产生。然后，演奏者配合鼓槌由于鼓皮的反弹力而弹回的定时而向肌肉注入力，将鼓槌停止。在这一系列的动作之中，人类的肌肉的力与鼓槌的动作发生关联的是最初的加速时和最后的静止时。在发出声音的定时的前后，由于基本上肌肉完全脱力，因此鼓槌的动作由鼓槌和鼓的鼓皮决定。为了发出优质的声音，重要的是肌肉不妨碍上述动作。
但是，在致动器的驱动控制中，未提供能够实现上述的脱力的控制的单元。
本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于，在致动器的驱动控制中实现脱力的控制。
本发明的第1观点涉及的驱动控制装置具有：驱动控制单元，其与驱动控制信号对应地，进行致动器的驱动控制；以及压力控制单元，其与压力控制信号对应地，对所述驱动控制信号的向由所述致动器产生的压力的控制的关联进行控制。
本发明的第2观点涉及的驱动控制装置是在第1观点涉及的驱动控制装置中，所述驱动控制信号是表示在示出由所述致动器驱动的可动部的位置的位置检测信号与对所述可动部的位置进行指示的位置控制信号之间的位置误差的位置误差信号。
本发明的第3观点涉及的驱动控制装置是在第1观点或第2观点涉及的驱动控制装置中，还具有制动力控制单元，该制动力控制单元与制动力控制信号对应地控制相对于所述压力的制动力。
本发明的第4观点涉及的驱动控制装置是在第1观点或第2观点涉及的驱动控制装置中，还具有制动力控制单元，该制动力控制单元与制动力控制信号对应地控制用于所述致动器的驱动控制的驱动部的输出阻抗。
本发明的第5观点涉及的驱动控制装置是在为第4观点涉及的驱动控制装置中，所述制动力控制单元包含制动力控制环路，该制动力控制环路进行下述控制，即，通过进行所述致动器的驱动电流的反馈控制而使所述驱动部输出与压力指示信号对应的驱动电流的控制以及所述驱动部的输出阻抗的控制。所述压力控制单元通过对所述驱动控制信号实施基于所述压力控制信号的信号处理而生成所述压力指示信号。
本发明的第6观点涉及的驱动控制装置是在第5观点涉及的驱动控制装置中，所述制动力控制单元与所述制动力控制信号对应地对所述制动力控制环路的增益及反馈量的极性进行控制。
本发明的第7观点涉及的驱动控制装置是在第5观点或第6观点涉及的驱动控制装置中，所述压力控制单元将所述压力指示信号限制在由所述压力控制信号决定界限以内。
本发明的第8观点涉及的驱动控制装置是在第5观点至第7观点中任一观点涉及的驱动控制装置，所述压力控制单元基于所述压力控制信号对所述压力指示信号的针对所述驱动控制信号的增益进行控制。
本发明的第9观点涉及的驱动控制系统具有：第1观点至第8观点中任一观点涉及的驱动控制装置；以及主计算机，其将所述驱动控制信号及所述压力控制信号供给至所述驱动控制装置。
本发明的第10观点涉及的驱动控制系统具有：可动部；致动器，其对所述可动部进行驱动控制；以及第1观点至第9观点中任一观点涉及的驱动控制装置。
本发明的第11观点提供一种致动器的驱动控制装置，其特征在于，具有：位置控制单元，其与位置误差信号对应地进行所述致动器的驱动控制，该位置误差信号表示在示出由致动器驱动的可动部的位置的位置检测信号与对所述可动部的位置进行指示的位置控制信号之间的位置误差；以及压力控制单元，其与压力控制信号对应地，对所述位置误差信号的向由所述致动器产生的压力的控制的关联进行控制。
附图说明
图1是表示作为本发明的第1实施方式的驱动控制装置的应用对象即致动器和安装了该致动器的机器人手臂的图。
图2是表示该致动器的结构的组装图。
图3是表示该致动器的结构的侧视图。
图4是表示该致动器的结构的俯视图。
图5是表示在该致动器中未卷绕线圈的状态的线圈保持体的侧视图。
图6是该线圈保持体的俯视图。
图7是表示由人类进行的乐器演奏的模型的结构的框图。
图8是表示作为本发明的第1实施方式的致动器系统的结构的框图。
图9是表示该实施方式中的致动器的驱动控制装置的结构例的电路图。
图10是表示该驱动控制装置中的位置控制环路的结构例的电路图。
图11是表示该驱动控制装置中的位置控制环路的另一个结构例的电路图。
图12是表示该驱动控制装置中的制动力控制环路的结构例的电路图。
图13是表示恒流驱动电路的结构例的电路图。
图14是说明恒流驱动电路中的驱动电路的输出阻抗的电路图。
图15是表示利用了恒流驱动电路的可变输出阻抗电路的结构例的电路图。
图16是表示该驱动控制装置中的电压限制器的结构例的电路图。
图17是表示该驱动控制装置中的由环路增益控制部及电压限制器构成的电路的传递特性的图。
图18是表示该实施方式的第1动作例的时序图。
图19是表示该实施方式的第2动作例的时序图。
图20是表示本发明的第2实施方式涉及的致动器的驱动控制装置的结构的框图。
具体实施方式
下面，一边参照附图一边对本发明的实施方式进行说明。
<第1实施方式>
《本实施方式的应用对象》
图1是表示本发明的第1实施方式涉及的驱动控制装置(在图1中省略图示)的应用对象即致动器200A和安装了该致动器200A的机器人手臂300的图。该机器人手臂300使用于鼓演奏。如图1所示，机器人手臂300具有上臂部301和下臂部302。在这里，在下臂部302的前端固定有鼓棒304。在上臂部301的前端设置有关节303。该关节303具有将下臂部302的与鼓棒304相反侧的端部的附近部分贯穿的轴(省略图示)。下臂部302能够以该关节303为支点进行转动。
致动器200A固定于上臂部301的下表面。下臂部302的与鼓棒304相反侧的端部经由连结棒299而与该致动器200A的线圈保持体(在图1中省略图示)连结。在本实施方式中，通过进行该致动器200A的驱动控制，由此使机器人手臂300进行鼓演奏。
《致动器的结构》
图2是在本实施方式中使用的致动器200A的组装图，图3是从图1的纸面垂直方向对该致动器200A进行观察的侧视图，图4是从图1的左斜下方对该致动器200A进行观察的俯视图。此外，在下面，为了方便说明，使用“轴向”这个词，但该“轴向”代表图3及图4中的左右方向。
如图2～图4所示，致动器200A具有框体部210和线圈保持体220A。框体部210是由构成上下壁的外侧磁轭211及212和构成前后壁的外侧磁轭213a、213b、214a、214b包围且侧方无壁状态的大致长方体的框体。在这里，外侧磁轭211、212、213a、213b、214a、214b分别由矩形平板状的磁体构成。此外，在图2中，为了防止附图变得繁杂，省略了外侧磁轭214a、214b的图示。
外侧磁轭211及212相互平行，分别具有隔开规定间隔相对的平面部。由矩形平板状的磁体构成的内侧磁轭215位于该外侧磁轭211及212的平面部之间的空间的中央。该内侧磁轭215从外侧磁轭213a、213b的外侧贯穿外侧磁轭213a及213b之间的间隙而到达至外侧磁轭214a及214b之间的间隙。该内侧磁轭215的正反2面的各平面部与外侧磁轭211及212的各平面部相对。从外侧磁轭213a、213b凸出的内侧磁轭215的端部利用未图示的螺栓等固定单元而固定于图1的上臂部301。
线圈保持体220A具有：长方体形状的主体221，其内部包含沿轴向贯穿的中空区域；2根棒部222a'及222b'，它们从该主体221的轴向一端的宽度方向两端的2处沿轴向凸出；以及桥接部223，其夹在该棒部222a'及222b'的端部之间。桥接部223与图1的连结棒299的端部连结。另外，在主体221的轴向两端附近的各区域卷绕有线圈225'及226'。内侧磁轭215将该主体221内的中空区域贯穿。主体221能够沿该内侧磁轭215在轴向上进行移动。
图5是表示未卷绕线圈的状态的线圈保持体220A的侧视图，图6是该线圈保持体220A的俯视图。如图所示，在线圈保持体220A的主体221的轴向两端，形成有绕主体221的中心轴1周的凹部227及228。在该凹部227及228卷绕图2～图4的线圈225'及226'。
在线圈225'及226'中，在面向外侧磁轭211的一侧存在与外侧磁轭211平行的由线圈配线的束形成的平面部。另外，在线圈225'及226'中，在面向外侧磁轭212的一侧也存在与外侧磁轭212平行的由线圈配线的束形成的平面部。
如图2～图4所示，致动器200A具有4个平板状的永磁体231～234。在这里，永磁体231及233沿轴向隔开间隔，使磁极面朝向内侧磁轭215而固定于外侧磁轭211。另外，永磁体232及234沿轴向隔开间隔，使磁极面朝向内侧磁轭215而固定于外侧磁轭212。
如图3及图4所示，永磁体231及233的中心间的间隔、永磁体232及234的中心间的间隔等于线圈225'及226'的中心间的间隔。另外，永磁体231～234的轴向的长度L1及磁极表面积彼此相等，线圈225'及226'的轴向的长度L2及卷绕数也彼此相等。并且，在本实施方式中，永磁体231～234的轴向的长度L1比线圈225'及226'的轴向的长度L2长。
另外，永磁体231～234的各磁极的关系如下。在图3中，永磁体231是上为S极，下为N极，永磁体232是上为N极，下为S极。另外，永磁体233是上为N极，下为S极，永磁体234是上为S极，下为N极。如上所述，在本实施方式中，在着眼于轴向的位置相同的永磁体的情况下，在内侧磁轭215的外侧磁轭211侧和外侧磁轭212侧，永磁体的磁极的朝向呈反向，在着眼于内侧磁轭215的一侧(例如外侧磁轭211侧)的情况下，沿轴向相邻的永磁体的磁极的朝向呈反向。因此，在致动器200A中，产生分别从下面6个不同的磁路M1～M6通过的磁通流。
第1磁路M1：永磁体231→内侧磁轭215→外侧磁轭213a→外侧磁轭211→永磁体231这样的磁路
第2磁路M2：永磁体232→内侧磁轭215→外侧磁轭213b→外侧磁轭212→永磁体232这样的磁路
第3磁路M3：永磁体231→内侧磁轭215→永磁体233→外侧磁轭211→永磁体231这样的磁路
第4磁路M4：永磁体232→内侧磁轭215→永磁体234→外侧磁轭211→永磁体232的磁路
第5磁路M5：永磁体233→外侧磁轭211→外侧磁轭214a→内侧磁轭215→永磁体233这样的磁路
第6磁路M6：永磁体234→外侧磁轭212→外侧磁轭214b→内侧磁轭215→永磁体234这样的磁路
以上为致动器200A的结构。
在该致动器200A中，通过使彼此反向流向的电流流过线圈225'及226'，由此能够在线圈保持体220A产生轴向的力，使线圈保持体220A沿内侧磁轭215进行平移运动。在未使电流流过线圈225'及226'的状态下，在线圈225'及226'不产生驱动力，成为脱力状态。
并且，根据该致动器200A，利用平板状的永磁体231～234，在平板状的外侧磁轭211及212各自与平板状的内侧磁轭215之间，产生平等磁场。另外，由于在该磁场中配置长方体形状的线圈225'及226'，因此能够实现轻量且可得到高的驱动力的致动器200A。
如果假设像已有的扬声器用的致动器那样将线圈225'及226'设为圆筒形，则与之相匹配地，需要将由外侧磁轭、内侧磁轭以及永磁体构成的磁回路设为圆筒形状，因此需要重量大的磁性材料。
但是，在该致动器200A中，如上所述地采用长方体形状的线圈225'及226'，因此能够将构成磁回路的永磁体231～234、外侧磁轭211及212、内侧磁轭215全部设为平板状，能够利用较少的磁性材料实现轻量的致动器200A。
另外，线圈225'及226'如图2～图4所示的那样呈具有与外侧磁轭211及212相对的上下的平面部的扁平的长方体形状。因此，与从磁路M1～M6通过的磁通正交，有助于驱动力的产生的平面部的线圈绕组的绕组总长比与平面部垂直的侧面部的线圈绕组的绕组总长更长，能够产生高的驱动力。
另外，在该致动器200A中，永磁体231～234的轴向的长度L1比线圈225'及226'的轴向的长度L2长。因此，在使线圈225'(226')沿轴向进行了移动的情况下，在线圈225'(226')与永磁体231、232(233、234)的重叠区域的面积相同的范围，能够线性地保持在线圈保持体220A的线圈流动的电流与对线圈保持体220A作用的力之间的关系。
另外，如图3所示，在将致动器200A的框体部210沿轴向分割为3部分的各区间之中，在图中左侧的区间产生磁路M1及M2，在正中间的区间产生磁路M3及M4，在右侧的区间产生磁路M5及M6，因此能够将磁路M1～M6的各磁路长度缩短。因此，无需为了降低各磁路M1～M6的磁阻而将各磁路M1～M6的剖面积增大。因此，在这含义上，也能够减少磁性材料而将致动器200A轻量化。
另外，在该致动器200A中，利用沿轴向排列的2个线圈225'及226'而产生针对线圈保持体220A的驱动力，因此能够得到高的驱动力。
如上所述，能够实现轻量且可得到高的驱动力，并能够进行脱力的控制的致动器200A。因此，能够利用该致动器200A实现能够进行乐器演奏的机器人。
以上为本实施方式中的致动器200A的结构。
《由人类进行的乐器演奏的模型》
图7是表示由人类进行的乐器演奏的模型的框图。如图7所示，在由人类进行的乐器演奏中，除了有意识的动作的反馈控制FB1之外，还有无意识的动作的反馈控制FB2和决定性质及个性的反馈控制FB3在运作。
在无意识的动作的反馈控制FB2中，例如在鼓演奏中，在猛挥棒之后，存在将力卸去而将身体托付于来自鼓侧的反作用的压力控制(脱力控制)。另外，在决定性质及个性的反馈控制FB3中，例如在鼓演奏中，存在由肌肉的粘性产生的棒的制动。
在以往的致动器系统中，仅实现了反馈控制FB1，未实现反馈控制FB2及FB3。在本实施方式中，在致动器系统中，在反馈控制FB1的基础上，还实现了反馈控制FB2及FB3。
《本实施方式中的致动器系统的概略》
图8是表示本实施方式中的致动器系统的概略结构的框图。
致动器系统由致动器200A和本实施方式涉及的驱动控制装置100构成。如图8所示，驱动控制装置100具有位置检测部1、比较部2、环路增益控制部3、电压限制器4、加法部5、可变极性增益放大部6、电流检测部7、以及驱动部8。
在图8中，包含致动器200A、位置检测部1、比较部2、驱动部8的环路构成使致动器200A的驱动对象即可动部的位置(在本实施方式中鼓棒304的前端位置)与位置控制信号所示的位置一致的位置控制环路FBa。
在该位置控制环路FBa中，位置检测部1是对由致动器200A驱动的可动部的位置进行检测而生成表示检测结果的位置检测信号的单元。比较部2是生成位置误差信号的单元，该位置误差信号表示位置控制信号所示的位置与位置检测信号所示的位置之间的误差。该位置误差信号通过经由环路增益控制部3及电压限制器4而成为压力指示信号，经由加法部5而供给至驱动部8。驱动部8与以上述方式供给的压力指示信号对应地对致动器200A的线圈进行驱动，利用致动器200A对可动部进行驱动。如此进行使可动部的位置与位置控制信号所示的位置一致的位置控制。
下面，对在该致动器系统中如何实现上述的图7的无意识的动作的反馈控制FB2和决定性质及个性的反馈控制FB3进行说明。
为了实现上述的无意识的动作的反馈控制FB2，需要在致动器系统中实现“脱力”的控制。但是，在致动器200A中运作的制动会妨碍实现该“脱力”的控制。其理由如下所示。
通常对动电型致动器进行驱动的线性放大器或者PWM放大器基本上进行恒压驱动。如果将致动器与上述的放大器进行连接，则通过从放大器向致动器的线圈流动电流，从而扭矩作用于线圈而线圈进行移动，由此在线圈产生反电动势。并且，如果反电动势超过线圈的驱动电压，则在线圈流过再生电流，对线圈施加电磁制动。在恒压驱动中，容易发生上述的电磁制动，这成为实现“脱力”的障碍。在致动器系统中，为了实现“脱力”，需要完全不产生电磁制动力而对致动器200A进行驱动。为此，需要利用高阻抗对致动器200A进行驱动(恒流驱动)。
另一方面，肌肉本身的粘性阻力作为制动要素而发挥作用。为了实现上述的图7的决定性质及个性的反馈控制FB3，在致动器系统中，需要进行用于使该制动要素适当地作用的致动器200A的恒流驱动。另外，该制动要素需要始终发挥功能，不应该受其他控制要素的影响。因此，应该在最内侧利用高速的控制环路实现制动要素。
因此，在图8所示的致动器系统中，设置有由致动器200A、电流检测部7、可变极性增益放大部6、加法部5以及驱动部8构成的制动力控制环路FBb。
在这里，电流检测部7对在致动器200A的线圈流动的电流进行检测，作为电流检测信号而输出。该电流检测信号经由可变极性增益放大部6而供给至加法部5。在加法部5中，输出与由电压限制器4输出的压力指示信号和经由可变极性增益放大部6被供给的电流检测信号之间的差分相当的信号。驱动部8与该加法部5的输出信号对应地对致动器200A的线圈进行驱动。通过上述的反馈控制而执行利用驱动部8进行的致动器200A的线圈的恒流驱动。
实际的肌肉的制动力需要与设想的肌肉的个性、在实际移动物品时所需的动作稳定性等对应地进行变化。上述的制动力的控制通过利用制动力控制环路FBb进行的恒流驱动的控制而实现。
另外，在本实施方式中，为了提高电磁制动力，采用了负阻抗驱动。具体地说，在本实施方式中，可变极性增益放大部6与制动力控制信号对应地切换在将电流检测信号放大而输出时的增益和极性。由此，能够使制动力控制环路FBb作为电流负反馈电路或电流正反馈电路而进行动作。并且，在使制动力控制环路FBb作为电流正反馈电路进行动作的情况下，将驱动部8的输出阻抗设为负阻抗，能够得到高的电磁制动力。
下面，对在该致动器系统中如何实现上述的图7的无意识的动作的反馈控制FB2进行说明。
为了实现反馈控制FB2，需要对肌肉的“脱力”和“硬直”的控制(“用力”的控制)进行模拟的单元。在这里，在利用弹簧模拟肌肉的情况下，能够将肌肉的“脱力”和“硬直”视为弹簧常数的变化。
弹簧的从初始位置起的位移与力成正比。因此，作为位置误差信号而对利用致动器200A驱动的可动部的位置和位置控制信号所示的位置之间的误差进行检测。并且，通过将与该位置误差信号所示的位移(距离)成正比的压力指示信号反馈至加法部5，从而能够使致动器200A作为弹簧而发挥功能。并且，如果使位置误差信号与致动器200A的驱动控制的关联程度、具体地说向致动器200A的驱动控制的反馈量进行变化，则能够使致动器200A的弹簧常数进行变化。因此，在本实施方式中，设置有使位置误差信号的反馈量与压力控制信号对应地进行变化的环路增益控制部3。
那么，在通常的弹簧中，如果位移变大则力(压力)也成正比地变大。但是，人类的肌肉在位移大的情况下，成为如以固定的力进行按压的动作，因此需要兼用使力(压力)固定的功能。
因此，致动器200A所产生的力(驱动力)能够通过将在致动器200A的线圈流动的电流设为固定值而设为固定。因此，可想到在驱动部8设置可变电流限制器功能。但是，如果在驱动部8设置可变电流限制器功能，则会对致动器200A的制动力的控制能力带来影响。
另一方面，对制动力控制环路FBb的输入电压(对加法部5的输入电压)是对使致动器200A产生的压力进行指示的压力指示信号，经由环路增益控制部3而提供。因此，在图8所示的致动器系统中，为了一边运用制动力的控制一边实现压力固定，设置有对位置误差信号相对于致动器200A的驱动控制的关联的限度进行控制的单元，具体地说，设置有对控制“用力”、“压力”的环路增益控制部3的输出电压进行限制的电压限制器4。
以上为本实施方式涉及的致动器的驱动控制装置100的概略。
《致动器的驱动控制装置的具体的结构例》
图9是表示本实施方式涉及的致动器的驱动控制装置100的具体的结构例的电路图。此外，在图9中，为了使容易理解致动器系统中的驱动控制装置100的作用，在驱动控制装置100的基础上还图示出致动器200A的结构。
在图9所示的例子中，使用了光学式的位置检测部1。在利用致动器200A驱动的可动部11固定有光源12。在这里，可动部11由图2的线圈保持体220A、图1的连结棒299、上臂部302、以及鼓棒304构成。光源12在该可动部11固定于设为直行运动的部位，即线圈保持体220A。该光源12伴随线圈保持体220A的直行运动而沿受光元件13A及13B之间的路径进行移动。具体地说，光源12由在图3～图6所示的线圈保持体220A的主体221的轴向中央附近固定的2个LED构成。这2个LED之中的一者向轴向左侧发光，另一者向轴向右侧发光。作为光源12而使用2个LED是为了使向轴向两侧射出的光量均等。受光元件13A及13B分别固定于图3及图4所示的框体部210的轴向两端附近。这些受光元件13A及13B是与受光量对应地电阻值发生变化的元件，构成对电源+B1的电压进行分压的分压电路13。
位置检测部1通过对受光元件13A及13B之间的路径上的光源12的位置进行检测，由此对与该光源12联动的鼓棒304的前端的位置进行检测。如果光源12从受光元件13B离开而向受光元件13A接近，则受光元件13A的电阻值减小，并且受光元件13B的电阻值增加，分压电路13的输出电压上升。另一方面，如果光源12从受光元件13A离开而向受光元件13B接近，则受光元件13B的电阻值减小，并且受光元件13A的电阻值增加，分压电路13的输出电压降低。
这样可以从分压电路13得到与鼓棒304的前端的位置对应地进行增减的输出电压。可变增益放大器14按照指定的增益对分压电路13的输出电压进行放大，作为表示鼓棒304的前端的位置的位置检测信号而进行输出。
在图10示出了可变增益放大器14的具体的结构例。在该例子中，可变增益放大器14具有由运算放大器141构成的电压跟随器、和非反相输入端子接地的运算放大器142。另外，可变增益放大器14还具有：电阻143，其一端与运算放大器141的输出端子连接；以及7个电阻144，它们在运算放大器142的输出端子和电阻143的另一端之间串联连接。另外，可变增益放大器14还具有开关电路145，该开关电路145按照从外部提供的位置检测增益控制信号而选择7个电阻144的两端中的某一端与运算放大器142的反相输入端子连接。位置检测信号从该可变增益放大器14的运算放大器142输出至比较部2。此外，7个电阻144既可以彼此电阻值相等，也可以不同。
根据该结构，与位置检测增益控制信号对应地，对运算放大器141的输出端子与运算放大器142的反相输入端子之间的总电阻值和运算放大器142的反相输入端子与输出端子之间的总电阻值之比进行切换。由此，对可变增益放大器14的增益进行切换。
也可以采用在图11例示的机械式的位置检测部1'，代替光学式的位置检测部1。在该位置检测部1'中，位置检测部1中的光源12、受光元件13A及13B被置换为作为分压电路发挥功能的滑动电阻器15。在这里，滑动电阻器15的滑动件15s与利用致动器200A驱动的可动部11联动地在滑动电阻器15上进行滑动。并且，从该滑动件15s得到的分压电路的输出电压被输入至可变增益放大器14。可变增益放大器14的结构与图10相同。
在图9中，比较部2由电阻21及22、具有增益+1的缓冲器23而构成，生成位置误差信号，该位置误差信号表示位置控制信号所示的位置与位置检测信号所示的位置之间的误差。
环路增益控制部3在图9所示的例子中，由非反相输入端子接地的运算放大器31和在该运算放大器31的反相输入端子及输出端子间插入的增益切换部32构成。该可变增益放大部3按照与压力控制信号对应的增益对由比较部2输出的位置误差信号放大进行输出。
电压限制器4将可变增益放大部3的输出信号限制在与压力控制信号对应地决定的阈值电压以内，作为压力指示信号进行输出。
加法部5由电阻51及52和增益+1的缓冲器53构成。该加法部5将电压限制器4的输出信号和可变极性增益放大部6的输出信号相加而输出。
驱动部8由PWM部81、栅极驱动器82、以及输出级部83构成。
PWM部81输出利用加法部5的输出信号进行脉冲宽度调制得到的PWM脉冲列。
输出级部83由N沟道的MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field EffectTransistor；金属氧化膜半导体构造的场效应晶体管，下面，简称为晶体管)83Ha、83Hb、83La、83Lb构成。在这里，晶体管83Ha及83Hb的各自的漏极与电源+B0连接，各自的源极分别与晶体管83La及83Lb的各漏极连接。另外，晶体管83La及83Lb的源极接地。并且，在晶体管83Ha的源极及晶体管83La的漏极的连接节点与晶体管83Hb的源极及晶体管83Lb的漏极的连接节点之间，串联连接有致动器200A的线圈225'、226'和电流检测电阻71。
栅极驱动器82是在例如PWM部81的输出信号为L电平的情况下将晶体管83Ha及83Lb的组成为ON、晶体管83Hb及83La的组成为OFF的、栅极-源极间电压供给至各晶体管的电路。另外，该例子的栅极驱动器82在PWM部81的输出信号为H电平的情况下将晶体管83Ha及83Lb的组成为OFF、晶体管83Hb及83La的组成为ON的、栅极-源极间电压供给至各晶体管。
电流检测部7是对电流检测电阻71的两端的电压进行检测而将表示在线圈225'、226'流动的电流的电流检测信号进行输出的电路。
可变极性增益放大部6由极性及增益切换部61、运算放大器62、在运算放大器62的输出端子及反相输入端子之间连接的电阻63、以及在运算放大器62的非反相输入端子及接地线之间连接的电阻64构成。该可变极性增益放大部6是对使致动器200A产生的制动力进行控制的单元，按照与制动力控制信号对应的增益及极性对电流检测信号进行正相放大或反相放大，从运算放大器62输出至加法部5。
图12是表示驱动部8、电流检测部7以及可变极性增益放大部6的详细的结构的电路图。
如图12所示，电流检测部7由电阻701～706、电容器711～716以及运算放大器720构成。在这里，电阻701及702串联连接于线圈225'及电流检测电阻71间的连接节点与运算放大器720的反相输入端子之间。另外，电阻703及704串联连接于线圈226'及电流检测电阻71间的连接节点与运算放大器720的非反相输入端子之间。电容器711连接于电阻701及电流检测电阻71间的连接节点与接地线之间，电容器712连接于电阻701及702间的连接节点与接地线之间。另外，电容器713连接于电阻703及电流检测电阻71间的连接节点与接地线之间，电容器714连接于电阻703及704间的连接节点与接地线之间。电阻705及电容器715并联连接于运算放大器720的输出端子及反相输入端子之间，电阻706及电容器716并联连接于运算放大器720的非反相输入端子及接地线之间。
该电流检测部7将在PWM部81中为了生成PWM脉冲列所使用的载波的频率成分从电流检测电阻71的两端间的电压中去除。另外，该电流检测部7将剩余的低频成分作为电流检测信号而从运算放大器720输出。
可变极性增益放大部6的极性及增益切换部61由在运算放大器62的反相输入端子及非反相输入端子之间串联连接的7个电阻65和开关电路66构成。开关电路66按照制动力控制信号而将运算放大器720的输出端子与这7个电阻65的各两端中的某一端进行连接。
该可变极性增益放大部6按照制动力控制信号对驱动部8的输出阻抗进行控制，起到对在致动器200A中产生的制动力进行控制的作用。下面，对其详细内容进行说明。
在图13及图14中，将图12中的电流检测部7及可变极性增益放大部6组合而示出为放大器10。如图13所示，在放大器10的增益为－β的情况下、即放大器10将电流检测电阻71的两端间电压进行极性反转并设为β倍进行输出的情况下，在图12所示的电路中，进行电流负反馈，进行致动器200A的线圈225'、226'的恒流驱动。
另一方面，在如图14所示的那样放大器10的增益为β的情况下、即放大器10将电流检测电阻71的两端间电压正相放大为β倍的情况下，在图12所示的电路中，进行电流正反馈，驱动部8的输出阻抗成为负阻抗。更详细地说，如果将驱动部8的增益设为A，将电流检测电阻71的电阻值设为Rs，则驱动部8的输出阻抗Zo根据下式提供。
Zo＝(1－A·β)Rs……(1)
在该驱动部8的输出阻抗Zo为负阻抗的状态下，在致动器200A产生制动力。
因此，在本实施方式中，设置可变极性增益放大部6。由此，由加法部5、驱动部8、线圈225'及226'、电流检测部7、可变极性增益放大部6构成的电流控制的反馈环路在图13所示的状态和图14所示的状态之间按照制动力控制信号而连续地进行切换。
图15是表示本实施方式中的制动力控制环路FBb的概略的电路图。此外，在图15中，省略了电流检测部7的图示。
在图15中，滑动电阻器65M是图12中的串联连接的7个电阻65。在本实施方式中，图12的开关电路66按照制动力控制信号对电流检测信号的供给位置进行切换。在滑动电阻器65M中，如果电流检测信号的供给位置移动至运算放大器62的非反相输入端子侧，则可变极性增益放大部6的正相放大的增益增加，因此在制动力控制环路FBb中进行正反馈控制。与之相对地，如果电流检测信号的供给位置移动至运算放大器62的反相输入端子侧，则可变极性增益放大部6的反相放大的增益增加，因此在制动力控制环路FBb中进行负反馈控制。在本实施方式中，对正反馈控制的增益及负反馈控制的增益按照制动力控制信号连续地进行控制。因此，在致动器200A产生的制动力也能够连续地进行控制。
具体地说，在制动力控制信号的电压值为0V的情况下，将电流检测部7及可变极性增益放大部6组合的放大器10的增益成为绝对值大的负的增益，在制动力控制环路FBb中进行负反馈控制。在该情况下，驱动部8的输出阻抗Zo成为绝对值大的正的值，驱动部8进行致动器200A的线圈225'及226'的恒流驱动。此时，在致动器200A作用的制动力成为0。
如果制动力控制信号的电压值从0V上升，则放大器10的负增益的绝对值逐渐变小，驱动部8的输出阻抗Zo变小，在致动器200A开始产生制动力。并且，如果制动力控制信号的电压值达到制动力控制信号的可变范围的中央附近，则放大器10的增益成为0，驱动部8的输出阻抗Zo也几乎成为0。在该状态下，由驱动部8进行线圈225'及226'的恒压驱动，在致动器200A中，进行基于致动器200A自身的特性的电磁制动。
如果制动力控制信号的电压值进一步上升，则放大器10进行正相放大，驱动部8的输出阻抗Zo成为负阻抗。由此，在致动器200A中产生的制动力增加。
以上是在本实施方式中进行的制动力的控制的详细内容。
下面，对图9所示的环路增益控制部3及电压限制器4进行更详细的说明。图16是表示电压限制器4的具体的结构例的电路图。该电压限制器4具有运算放大器41a、41b、41c、41d、具有增益+1的缓冲器42、电阻43a、43b、43c、43d、44、以及二极管45a、45b。
在这里，运算放大器41a构成电压跟随器，输出与对非反相输入端子施加的阈值电压+VLIM相同的电压。该阈值电压+VLIM是基于压力控制信号而决定的。
运算放大器41a的反相输入端子及输出端子的连接节点经由电阻43a而与运算放大器41b的反相输入端子连接。该运算放大器41b的非反相输入端子接地，在反相输入端子与输出端子之间连接有电阻43b。在这里，电阻43a及43b的电阻值相等。因此，运算放大器41b输出使由运算放大器41a输出的阈值电压+VLIM的极性进行反转的阈值电压－VLIM。
由运算放大器41a输出的阈值电压+VLIM供给至运算放大器41c的非反相输入端子。该运算放大器41c的反相输入端子与二极管45a的阳极连接，输出端子与二极管45a的阴极连接。
由运算放大器41b输出的阈值电压－VLIM供给至运算放大器41d的非反相输入端子。该运算放大器41d的反相输入端子与二极管45b的阴极连接，输出端子与二极管45b的阳极连接。
电阻44连接于图9的环路增益控制部3的运算放大器31的输出端子与缓冲器42的输入端子之间。电阻43c连接于二极管45a的阳极与缓冲器42的输入端子之间。电阻43d连接于二极管45b的阴极与缓冲器42的输入端子之间。在这里，电阻43c及43d具有相同的电阻值。另外，电阻43c及43d的电阻值与电阻44的电阻值相比足够低。
在以上的结构中，在环路增益控制部3的输出信号的电压值处于阈值电压+VLIM与阈值电压－VLIM之间的范围内的情况下，二极管45a及45b成为OFF。另外，在该情况下，由电压限制器4进行的电压的限制并不运作，环路增益控制部3的输出信号按照原本的电压值从缓冲器42输出。
如果环路增益控制部3的输出信号的电压值高于阈值电压+VLIM，则二极管45a成为ON，电流经由电阻44、43c以及二极管45a而流入运算放大器41c的输出端子。此时，运算放大器41c将输出信号的电平设为比阈值电压+VLIM低二极管45a的正向电压的电平，使反相输入端子的电压与对非反相输入端施加的阈值电压+VLIM一致。因此，利用基于电阻44及43c的各电阻值得到的权重系数对环路增益控制部3的输出信号和阈值电压+VLIM进行加权相加得到的电压被供应至缓冲器42。在这里，由于电阻43c的电阻值与电阻44的电阻值相比足够低，因此针对阈值电压+VLIM的权重系数与针对环路增益控制部3的输出信号的权重系数相比足够大。因此，供给至缓冲器42的电压成为与阈值电压+VLIM几乎一致的电压值。
另一方面，如果环路增益控制部3的输出信号的电压值比阈值电压－VLIM低，则二极管45b成为ON，电流经由二极管45b、电阻43d及44而从运算放大器41d的输出端子流出。该情况下的动作与在环路增益控制部3的输出信号的电压值比阈值电压+VLIM高的情况下的动作相同，供给至缓冲器42的电压成为与阈值电压－VLIM几乎一致的电压值。
以上为电压限制器4的详细内容。
图17是表示环路增益控制部3的传递特性和将环路增益控制部3及电压限制器4组合的电路的传递特性的图。在图17中，横轴为位置误差信号所示的位置误差，纵轴为环路增益控制部3或电压限制器4的输出信号所示的压力值。
在本实施例中，与压力控制信号对应地，使环路增益控制部3的针对位置误差信号的输出信号的增益和对电压限制器4施加的阈值电压+VLIM进行变化。具体地说，压力控制信号的信号值越高，则越使环路增益控制部3的针对位置误差信号的输出信号的增益增加，与此联动地使对电压限制器4施加的阈值电压+VLIM增加。
在图17中，P1～P3表示在使压力控制信号进行各种变化的情况下的环路增益控制部3的输出信号。在该例子中，压力控制信号的信号值以P1、P2、P3的顺序变高。
在图17中，Pm1～Pm3表示与信号P1～P3分别对应的电压限制器4的输出信号。如图17所示，电压限制器4的输出信号Pm1～Pm3针对位置误差的变化而与信号P1～P3联动地分别上升，随着接近各自的饱和电压，斜度变缓，达到饱和。该信号Pm1～Pm3的饱和电压依赖于对电压限制器4施加的阈值电压+VLIM。在本实施方式中，如图17所示，随着环路增益控制部3的增益(直线P1～P3的斜度)变大，阈值电压+VLIM也变高，信号Pm1～Pm3的饱和电压也变高。
以上所说明的环路增益控制部3及电压限制器4控制位置误差信号的相对于致动器200A的驱动控制的关联，构成对肌肉的“脱力”和“硬直”进行模拟的压力控制单元。如上所述，在利用弹簧模拟肌肉的情况下，能够将肌肉的“脱力”和“硬直”视为弹簧常数的变化。因此，在本实施方式中，如图17所示，使对由致动器200A产生的压力进行指示的压力指示信号Pm1～Pm3的针对位置误差信号的增益(弹簧常数＝信号Pm1～Pm3的斜度)按照压力控制信号进行变化(即，使位置误差信号的向致动器200A的驱动控制的关联的方式变化)。由此，在致动器系统中实现与肌肉的“脱力”和“硬直”相当的表现。
在这里，在通常的弹簧中，如果位移变大则力(压力)也成正比地变大，但人类的肌肉在位移大的情况下，成为如以固定的力进行按压的动作。因此，在本实施方式中，电压限制器4按照压力控制信号对环路增益控制部3的输出信号P1～P3的信号值(压力)进行限制(即，对位置误差信号的向致动器200A的驱动控制的关联进行限制)，作为压力指示信号Pm1～Pm3而进行输出。
通过这样，能够一边运用在制动力控制环路FBb中的制动力控制，一边将在位置误差信号高的区域中经由电压限制器4输入至加法部5的压力指示信号的信号值限制为固定值(阈值电压+VLIM)。
《动作例》
图18是表示本实施方式的第1动作例的时序图。在该图18中，横轴为时间轴，纵轴为各种信号的信号值。后面参照的图19也一样。
在该第1动作例中，使设置有致动器200A的机器人手臂300进行作为鼓演奏的一种方式的单击。在图18中，示出了为了使机器人手臂300进行该单击而供给至驱动控制装置100的位置控制信号、压力控制信号以及制动力控制信号的各波形。该位置控制信号、压力控制信号以及制动力控制信号由作为驱动控制装置100的上位装置的主计算机500生成。
在图18中，位置控制信号是对鼓棒的前端的目标位置进行指示的信号。利用该位置控制信号，决定鼓棒的动作范围、挥下速度。在第1动作例中，在时刻t11，位置控制信号从与初始位置对应的信号值起，以某个时间斜度朝向与比鼓面位置稍低的位置对应的信号值开始降低。使位置控制信号变化至与比鼓面位置稍低的位置对应的信号值的原因在于，即使鼓的位置稍有偏离，也会可靠地使得鼓棒的前端碰到鼓面(鼓皮)。
在时刻t11，压力控制信号维持基于希望的打击速度而决定的电压值VPa。制动力控制信号维持在用于设为制动力几乎不工作的状态的电压值VBa。在该状态下，在位置控制环路FBa中执行对位置控制信号所示的位置与位置检测信号所示的鼓棒304的前端位置(图9中的可动部11的位置)之间的位置误差进行消除的位置控制。在该情况下，由于压力控制信号具有电压值VPa，因此位置误差信号以与电压值VPa对应的高增益进行放大，从电压限制器4作为压力指示信号而供给至加法部5。另外，由于制动力控制信号具有电压值VBa，因此在制动力控制环路FBb中进行负反馈控制，与电压限制器4输出的压力指示信号对应的恒电流供给至致动器200A。其结果，通过由致动器200A产生的压力进行机器人手臂300的驱动，鼓棒304的前端追随位置控制信号而向鼓面位置移动。
如果成为鼓棒304的前端到达至鼓面位置的时刻t13稍微之前的时刻t12，则压力控制信号开始缓慢地降低。其结果，对位置误差信号进行放大的增益缓慢地降低，另外，电压限制器4中的阈值电压+VLIM也逐渐地降低，供给至加法部5的压力指示信号逐渐地减弱。即，位置误差信号与致动器200A的驱动控制的关联程度减弱。因此，由致动器200A产生的压力也逐渐地减弱。
并且，如果成为位置控制信号所示的鼓棒304的前端位置与鼓面位置一致的时刻t13，则压力控制信号成为0，在此之后的规定时间内，压力控制信号维持0。
在该压力控制信号为0的期间，环路增益控制部3的增益设为0，向加法部5供给的压力指示信号成为0。在该情况下，由于制动力控制信号具有电压值VBa，因此在制动力控制环路FBb中，将在致动器200A流动的电流设为0的负反馈控制发挥作用，进行致动器200A的恒流驱动。其结果，致动器200A成为完全的“脱力”状态。
在压力控制信号维持为0的期间内，位置控制信号的信号值成为与比鼓面位置稍低的最低位置对应的信号值，然后上升。但是，在此期间，由于压力指示信号为0，因此致动器200A成为“脱力状态”，鼓棒的前端不遵循位置控制信号。机器人手臂300的下臂部302及鼓棒304在没有来自致动器200A的束缚的自由的状态下，通过惯性进行移动，使鼓棒304的前端与鼓面进行碰撞。然后，由于来自鼓面的反作用力，鼓棒304的前端从鼓面位置浮出。在图18中利用虚线示出了该鼓棒的前端的举动。
并且，位置控制信号所示的位置在时刻t13低于鼓面位置之后，在从比鼓面位置稍低的位置处转为上升，在时刻t14超过鼓面位置，然后到达至最大位置。
在这里，在从时刻t13至时刻t14为止的期间，制动力控制信号的电压值设为VBb。该电压值VBb在考虑由鼓棒304引起的打击音涉及的音质偏好和由鼓棒304弹起程度导致的错误动作的基础上进行设定。
并且，在时刻t14，制动力控制信号从电压值VBb开始上升，然后，制动力控制信号的电压值成为比VBb大的VBc。另外，在比时刻t14稍微之后的时刻t15，压力控制信号上升，然后，压力控制信号的电压值成为比VPa高的VPb。
并且，在时刻t11以后，位置控制信号在时刻t13与时刻t14之间成为极小值，然后上升，到达至极大值。在此期间，由于压力控制信号的电压值为VPb，因此位置误差信号被以与电压值VPb对应的高增益进行放大，作为位置指示信号而提供给制动力控制环路FBb。因此，进行基于压力指示信号的致动器200A的恒流驱动，鼓棒304的前端追随位置控制信号而提升至与极大值对应的位置。此时，对制动力控制环路FBb，施加具有比电压值VBb大的电压值VBc的制动力控制信号，因此在致动器200A产生比时刻t13及t14之间更大的制动力。这是因为，由于在位置控制信号朝向极大值的过程中，使鼓棒304的前端从鼓面位置快速地返回至高的位置，因此需要产生与鼓棒304的反弹进行对抗的制动力而使鼓棒304停止。
然后，位置控制信号所示的鼓棒304的前端位置向比鼓面位置稍低的位置进行移动。之后的动作与上述相同。
图19是表示本实施方式的第2动作例的时序图。在该第2动作例中，使设置有致动器200A的机器人手臂300进行作为鼓演奏的另一种方式的滚奏。
在该动作例中，位置控制信号所示的鼓棒304的前端位置从极大值开始降低，在时刻t21低于鼓面位置，其后在规定时间内维持比鼓面位置稍低的位置。
在时刻t21及其以后的规定时间长度的期间，压力控制信号成为比之前的电压值VPd低的电压值VPe。在上述的单击的情况下，在相同状况下将压力控制信号设为0。与之相对地，在滚奏的情况下，将压力控制信号的电压值设为VPe。另外，在滚奏的情况下，在时刻t21及其以后的规定时间长度的期间，将制动力控制信号设为0，在制动力控制环路FBb中进行负反馈控制，将制动力设为0。
这样的话，即使在鼓棒304的前端碰到鼓面之后，也以与压力控制信号的电压值VPe对应的增益对位置误差信号进行放大，作为压力指示信号而提供给恒流反馈控制环路FBb。其结果，如图19中用虚线示出的那样，鼓棒304的前端在从鼓面反弹之后，利用压力指示信号的作用，反复进行返回至位置控制信号所示的位置的举动。如此，通过致动器系统实现滚奏的动作。
如上所述，根据本实施方式，在位置误差信号的位置控制环路FBa中进行的致动器200A的驱动控制中，进行位置误差信号的向致动器200A的驱动控制的关联的控制。具体地说，进行基于在位置误差信号应用的增益以及电压限制的压力控制信号的控制。其结果，能够进行致动器200A的脱力控制。另外，与制动力控制信号对应地，对在制动力控制环路FBb中应用于位置检测信号的增益及极性进行控制，对驱动部8的输出阻抗Zo进行控制。其结果，能够自由地对在致动器200A产生的制动力进行控制。因此，根据本实施方式，在致动器200A的控制中也能够实现上述的无意识的动作的反馈控制FB2和决定性质及个性的反馈控制FB3，能够使机器人进行与由人类进行的乐器演奏相同的乐器演奏。
<第2实施方式>
在上述第1实施方式中，通过模拟电路实现致动器的驱动控制装置。但是，也可以利用数字电路、DSP(Digital Signal Processor；数字信号处理装置)等的处理器实现上述第1实施方式涉及的驱动控制装置的一部分或绝大部分。
图20是表示本发明的第2实施方式涉及的驱动控制装置100B的结构的框图。此外，在该图20中，对与前文图9所示的要素对应的要素使用共通的标号，省略其说明。
在该驱动控制装置100B中，从电流检测部7输出的模拟形式的电流检测信号通过AD变换器1001而被变换为数字形式的电流检测信号，供给至控制核心1000。另外，在该驱动控制装置100B中，从位置检测部1输出的模拟形式的位置检测信号通过AD变换器1002而被变换为数字形式的位置检测信号，供给至控制核心1000。
控制核心1000由数字信号处理电路或DSP构成。该控制核心1000包含比较部2D、环路增益控制部3D、限制器4D、加法部5D、可变极性增益放大部6D以及PWM部81D，它们执行与上述第1实施方式中的比较部2、环路增益控制部3、电压限制器4、加法部5、可变极性增益放大部6以及PWM部81所进行的模拟处理等效的数字处理。
在该驱动控制装置100B中，PWM部81D通过数字信号处理而生成的PWM脉冲列被供给至控制核心1000外部的栅极驱动器82。
在本实施方式中，也得到与上述第1实施方式相同的效果。
<其他实施方式>
以上，对本发明的第1及第2实施方式进行了说明，但本发明也可以想到其他实施方式。例如如下所示。
(1)在上述第1实施方式的制动力控制环路FBb中，进行在线圈225'及226'流动的电流(或者在线圈225'及226'产生的扭矩)的反馈控制，但也可以进行由致动器200A驱动的可动部11(更具体地说，鼓棒304的前端)的速度的反馈控制。具体地说，在由致动器200A驱动的可动部11(更具体地说，线圈保持体220A)安装速度检测线圈，进行该速度检测线圈的输出电压的反馈控制。届时通过制动力控制信号对反馈量的增益及极性进行控制。或者在上述第1实施方式中，也可以利用微分电路将位置检测信号变换为速度信号，在制动力控制环路FBb中进行该速度信号的反馈控制。或者，也可以在由致动器200A驱动的可动部11(更具体地说，线圈保持体220A)安装加速度传感器，通过微分电路将该加速度传感器的输出信号变换为速度信号，在制动力控制环路FBb中进行该速度信号的反馈控制。上述第2实施方式也一样。
(2)在上述第1实施方式中，在致动器200A中，将永磁体231～234的轴向的长度L1设为比线圈225'及226'的轴向的长度L2长。但是，反之，也可以将线圈225'及226'的轴向的长度L2设为比永磁体231～234的轴向的长度L1长。
(3)在上述各实施方式中，将本发明应用于乐器演奏，但本发明的应用范围不限定于此。例如，也可以将本发明涉及的驱动控制装置应用于捶肩用机器人等的致动器。
<特征>
根据以上实施方式，能够在致动器的驱动控制中实现脱力的控制。另外，能够与压力控制信号对应地对位置误差信号的向致动器的压力的控制的关联进行控制。因此，能够通过利用压力控制信号将位置误差信号的向致动器的压力的控制的关联减弱，从而将基于位置误差信号的致动器的压力的控制的作用减弱，实现脱力状态。
标号的说明
300……机器人手臂，301……上臂部，302……下臂部，303……关节，304……鼓棒，200A……致动器，299……连结棒，210……框体部，211、212、213a、213b、214a、214b……外侧磁轭，215……内侧磁轭，220A……线圈保持体，225'、226'……线圈，222a'、222b'……棒部，223……桥接部，227、228……凹部，231、232、233、234……永磁体，400……身体，FB1……有意识的动作的反馈控制，FB2……无意识的动作的反馈控制，FB3……决定性质及个性的反馈控制，FBa……位置控制环路，FBb……制动力控制环路，1……位置检测部，11……可动部，2、2D……比较部，3、3D……环路增益控制部，4……电压限制器，4D……限制器，5、5D……加法部，6、6D……可变极性增益放大部，7……电流检测部，8……驱动部，12……光源，13A、13B……受光元件，14、23、53、4……缓冲器，10……放大器，32……增益切换部，81、81D……PWM部，82……栅极驱动器，83……输出级部，83Ha、83Hb、83La、83Lb……N沟道晶体管，62、141、142、720、41a、41b、41c、41d……运算放大器，143、144、63、64、65、701～706、43a、43b、43c、43d……电阻，711～716……电容器，14……可变增益放大部，15……滑动电阻，45a、45b……二极管，1001、1002……AD变换器，500……主计算机。

Claims (10)

1.一种致动器的驱动控制装置，其具有：
驱动控制单元，其与驱动控制信号对应地，进行致动器的驱动控制；以及
压力控制单元，其与压力控制信号对应地，对所述驱动控制信号的向由所述致动器产生的压力的控制的关联进行控制。
2.根据权利要求1所述的驱动控制装置，其中，
所述驱动控制信号是表示在示出由所述致动器驱动的可动部的位置的位置检测信号与对所述可动部的位置进行指示的位置控制信号之间的位置误差的位置误差信号。
3.根据权利要求1或2所述的驱动控制装置，其中，
还具有制动力控制单元，该制动力控制单元与制动力控制信号对应地控制相对于所述压力的制动力。
4.根据权利要求1或2所述的驱动控制装置，其中，
还具有制动力控制单元，该制动力控制单元与制动力控制信号对应地控制用于所述致动器的驱动控制的驱动部的输出阻抗。
5.根据权利要求4所述的驱动控制装置，其中，
所述制动力控制单元包含制动力控制环路，该制动力控制环路进行下述控制，即，通过进行所述致动器的驱动电流的反馈控制而使所述驱动部输出与压力指示信号对应的驱动电流的控制以及所述驱动部的输出阻抗的控制，
所述压力控制单元通过对所述驱动控制信号实施基于所述压力控制信号的信号处理而生成所述压力指示信号。
6.根据权利要求5所述的驱动控制装置，其中，
所述制动力控制单元与所述制动力控制信号对应地对所述制动力控制环路的增益及反馈量的极性进行控制。
7.根据权利要求5或6所述的驱动控制装置，其中，
所述压力控制单元将所述压力指示信号限制在由所述压力控制信号决定的界限以内。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的驱动控制装置，其中，
所述压力控制单元基于所述压力控制信号对所述压力指示信号的针对所述驱动控制信号的增益进行控制。
9.一种驱动控制系统，其具有：
权利要求1至8中任一项所述的驱动控制装置；以及
主计算机，其将所述驱动控制信号及所述压力控制信号供给至所述驱动控制装置。
10.一种驱动控制系统，其具有：
可动部；
致动器，其对所述可动部进行驱动控制；以及
权利要求1至9中任一项所述的驱动控制装置。
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