CN115622461A - 外力推定装置、方法及非瞬时性的计算机可读记录介质 - Google Patents

外力推定装置、方法及非瞬时性的计算机可读记录介质 Download PDF

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Abstract

一种外力推定装置、方法及非瞬时性的计算机可读记录介质，推定作用于马达的外力，所述外力推定装置具备处理器。处理器构成为，使用向马达供给的电流值算出马达的输出转矩，使用马达的旋转位置信息来推定马达的惯性转矩，使用马达的旋转位置信息来推定马达的第1摩擦转矩，使用马达的温度信息对第1摩擦转矩进行温度修正，通过从输出转矩减去惯性转矩和进行了温度修正后的第1摩擦转矩来推定外力。

Description

外力推定装置、方法及非瞬时性的计算机可读记录介质
技术领域
本发明涉及外力推定装置、外力推定方法、以及非瞬时性的计算机可读记录介质。
背景技术
在反馈控制系统中，为了抑制干扰的影响而使控制系统稳定，使用干扰观测器。例如，在日本特开2020-035394中公开了一种干扰观测器，该干扰观测器基于马达的温度信息算出转矩常数，并且基于马达的位置信息来推定由库仑摩擦、粘性阻力产生的摩擦转矩和惯性转矩，由此推定干扰。
发明内容
为了通过马达使负载顺畅地动作，需要提高马达控制的精度。为此，需要准确地推定作用于马达的外力。另外，为了进行与外力相应的适应性的柔和控制，也需要准确地推定作用于马达的外力。然而，由库仑摩擦、粘性摩擦等产生的摩擦转矩的值根据温度而发生变动，所以在仅在转矩常数的算出中使用温度信息的日本特开2020-035394的方法中难以准确地推定外力。
本发明提供一种能够减小推定的外力的误差的外力推定装置、外力推定方法、以及非瞬时性的计算机可读记录介质。
本发明的一技术方案涉及的外力推定装置推定作用于马达的外力，
所述外力推定装置具备处理器，
处理器构成为，
使用向所述马达供给的电流值算出所述马达的输出转矩，
使用所述马达的旋转位置信息来推定所述马达的惯性转矩，
使用所述马达的旋转位置信息来推定所述马达的第1摩擦转矩，
使用所述马达的温度信息对所述第1摩擦转矩进行温度修正，
通过从所述输出转矩减去所述惯性转矩和进行了温度修正后的所述第1摩擦转矩来推定所述外力。
本发明的一技术方案涉及的外力推定方法推定作用于马达的外力，所述外力推定方法包括：
使用向所述马达供给的电流值算出所述马达的输出转矩；
使用所述马达的旋转位置信息来推定所述马达的惯性转矩和所述马达的摩擦转矩；
使用所述马达的温度信息对推定出的所述摩擦转矩进行温度修正；以及
通过从所述输出转矩减去所述惯性转矩和进行了温度修正后的所述摩擦转矩来推定所述外力。
本发明的一技术方案涉及的非瞬时性的计算机可读记录介质存储有程序，
所述程序在由推定作用于马达的外力的外力推定装置的处理器执行时使所述外力推定装置执行以下处理：
使用向所述马达供给的电流值算出所述马达的输出转矩，
使用所述马达的旋转位置信息来推定所述马达的惯性转矩和所述马达的摩擦转矩，
使用所述马达的温度信息对推定出的所述摩擦转矩进行温度修正，
通过从所算出的所述输出转矩减去所述惯性转矩和进行了温度修正后的所述摩擦转矩来推定所述外力。
本发明的一技术方案涉及的外力推定装置使用马达的温度信息对摩擦转矩进行温度修正。由此，根据本发明的一技术方案涉及的外力推定装置，能够修正与温度变化相伴的摩擦转矩的变动，能够减小所推定的外力的误差。
根据本发明，能够提供一种能够减小所推定的外力的误差的外力推定装置、外力推定方法、以及非瞬时性的计算机可读记录介质。
附图说明
以下将参照附图说明本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术和产业意义，在附图中同样的附图标记表示同样的要素，并且其中：
图1是示出第1实施方式涉及的马达和负载的构成的示意图。
图2是示出第1实施方式涉及的控制系统的整体构成的一例的图。
图3是示出第1实施方式涉及的控制系统的整体构成的一例的图。
图4是示出第1实施方式涉及的外力推定装置的构成的图。
图5是示出第1实施方式涉及的外力推定装置的动作的流程图。
图6是示出第2实施方式涉及的马达和负载的构成的示意图。
图7是示出第2实施方式涉及的外力推定装置的构成的图。
图8是示出第2实施方式涉及的外力推定装置的动作的流程图。
图9是示出第1和第2实施方式涉及的控制单元的硬件构成例的图。
具体实施方式
以下，参照附图对应用了本发明的具体的实施方式详细地进行说明。但是，本发明并不限定于以下的实施方式。另外，为了使说明明确，以下的记载及附图被适当地简化。此外，图1、图6所示的右手系xyz正交坐标是用于说明各构成要素的位置关系的合适的坐标。通常，z轴正方向朝向铅垂上方，xy平面为水平面。
＜第1实施方式＞
图1是示出第1实施方式涉及的马达和负载的构成的示意图。马达和负载的构成例如用于机器人的关节等。根据图1，马达1经由齿轮2连结于负载3。马达1能够经由齿轮2使负载3动作。另外，马达1设置于固定部4。
负载3和固定部4例如是构成机器人的胳膊、腿等的框架。负载3例如是设置于机器人的前端侧的框架，固定部4例如是连结于机器人的主体部侧的框架。马达1基于后述的控制单元20的控制部21的控制进行动作。马达1例如是伺服马达。
马达1的旋转运动经由齿轮2向负载3传递。以下，为了简化说明，对固定部4的位置被固定的情况进行说明。此外，也可以伴随机器人的动作而变更固定部4的位置。
负载3在yz平面上旋转。当变更了马达1的旋转方向时，负载3的移动方向(旋转方向)被变更。另外，通过变更齿轮2的个数、大小，能够使负载3以任意的方向、任意的转速(角速度)动作。负载3的移动速度根据马达1的转速而发生变化。具体而言，随着马达1的转速变大，负载3的移动速度也变大。同样地，随着马达1的转速变小，负载3的移动速度也变小。
图2是示出第1实施方式涉及的控制系统100的整体构成的图。为了控制马达1，使用图2所示的控制系统100。控制系统100具有指令部10、控制单元20。指令部10和控制单元20例如是计算机装置。此外，与指令部10和控制单元20相关的各处理也可以分别由各自独立的计算机装置执行。如图1中所说明的那样，马达1经由齿轮2使负载3动作。在马达1设置有电流检测部11、位置检测部12、以及温度检测部13。此外，控制系统100也可以具有动作(工作)所需的其他构成要素。
指令部10向控制单元20发出用于控制马达1的指令。控制单元20基于指令部10的指令来控制马达1。控制单元20可以是多个，例如也可以分别设置于机器人的胳膊、腿等关节上。也就是说，控制单元20也可以设置于使各个关节动作的每个马达上。在该情况下，指令部10通过向多个控制单元20发出马达的控制的指令，能够分别控制机器人的多个关节的动作。
控制单元20具有控制部21和外力推定装置22。控制部21基于来自指令部10的马达1的控制的指令来控制马达1。外力推定装置22是推定作用于马达的外力的装置。控制部21和外力推定装置22例如是计算机装置。此外，与控制部21和外力推定装置22相关的各处理也可以分别由各自独立的计算机装置执行。
外力推定装置22分别与电流检测部11、位置检测部12以及温度检测部13连接。外力推定装置22使用由电流检测部11取得的马达1的电流值、由位置检测部12取得的马达1的旋转位置信息、由温度检测部13取得的马达1的温度信息来推定作用于马达1的外力。在此，外力是与负载3相关的力(反力)，经由负载3作用于马达1。外力推定装置22将推定出的外力向指令部10输出。在设置有多个控制单元20的情况下，多个外力推定装置22将各自推定出的外力向指令部10输出。在后面对外力推定装置22的详细构成进行描述。
电流检测部11是检测向马达1供给的电流值的装置。电流检测部11例如是电流传感器。电流检测部11可以设置于能够检测马达1的电流的任意的位置。由电流检测部11取得的电流值向外力推定装置22输入。
位置检测部12是检测马达1的旋转位置的装置。位置检测部12例如是设置于马达1的编码器。能够根据马达1的旋转位置信息算出马达1的角速度、马达1的角加速度、以及马达1的旋转角。由位置检测部12取得的旋转位置信息向外力推定装置22输入。
温度检测部13是检测马达1的温度的装置。温度检测部13例如是温度传感器。温度检测部13可以设置于能够检测马达1的温度的任意的位置。由温度检测部13取得的温度信息向外力推定装置22输入。
指令部10使用由外力推定装置22推定的外力，经由控制部21控制马达1。由此，指令部10能够提高马达控制的精度，能够使负载3顺畅地动作。例如，指令部10使用由外力推定装置22推定的外力的方向，使负载3向消除该外力的影响的方向动作，由此能够实现负载3的顺畅动作。另外，指令部10基于由外力推定装置22推定的外力的大小，在该外力的方向上增加负载3的移动速度或移动加速度，由此能够实现与负载3的外力相应的适应性的柔和的动作。指令部10也可以通过使用由设置于多个控制单元20的多个外力推定装置22推定的多个外力来控制多个马达以使得负载整体顺畅地动作。
此外，如图3所示，外力推定装置22也可以将推定出的外力向控制部21输出。控制部21也可以取得由外力推定装置22推定的外力，并基于指令部10的指令，使用所取得的外力的方向，使负载3向消除该外力的影响的方向动作，由此实现负载3的顺畅动作。另外，控制部21也可以基于由外力推定装置22取得的外力的大小，在该外力的方向上增加负载3的移动速度或移动加速度，由此实现与负载3的外力相应的适应性的柔和的动作。
另外，外力推定装置22也可以向指令部10和控制部21双方输出推定出的外力。
＜外力推定装置的构成＞
图4是示出第1实施方式涉及的外力推定装置22的构成的框图。外力推定装置22具备转矩算出部23、惯性转矩推定部24、摩擦转矩推定部25、温度修正部26、外力推定部27。此外，外力推定装置22也可以具有动作所需的其他构成要素。
转矩算出部23使用向马达1供给的电流值算出马达1的输出转矩。转矩算出部23取得由电流检测部11检测的电流值，并求出该电流值与马达1的转矩常数之积，由此算出马达1的输出转矩。
惯性转矩推定部24使用马达1的旋转位置信息来推定马达1的惯性转矩。具体而言，惯性转矩推定部24根据马达1的旋转位置信息导出马达1的角加速度，并求出该角加速度与马达1的惯性矩(Moment Of Inertia、转动惯量)之积，由此能够推定惯性转矩。此外，通过针对多个角加速度测定马达1以恒定的角加速度旋转时的马达1的输出转矩，并导出角加速度与输出转矩的比例关系，能够算出惯性矩。另外，也可以使用根据负载的设计图计算出的值算出惯性矩。
惯性转矩推定部24也可以使用逆动力学运算结果来推定马达1的惯性转矩。逆动力学运算是根据角速度和角加速度来计算使负载动作所需的转矩的方法。
摩擦转矩推定部25使用马达1的旋转位置信息来推定马达1的摩擦转矩。以下，对摩擦转矩的推定方法进行说明。首先，在马达1的角速度恒定的情况下，在没有被施加外力时马达输出转矩成为与摩擦转矩相等的值。另外，摩擦转矩根据马达1的转速而变动。由此，通过算出以恒定速度旋转的负载3旋转1圈的电流值的平均值，并对电流值乘以转矩常数，能够导出预定的马达1的转速下的马达输出转矩，即摩擦转矩。通过一边变更马达1的转速一边取得电流值，能够获得与速度变化相应的摩擦转矩值。摩擦转矩推定部25能够基于根据马达1的旋转位置信息算出的转速、和事先导出的马达1的转速与摩擦转矩的对应关系来推定马达1的转速下的摩擦转矩。
摩擦转矩可以包括库仑摩擦转矩和粘性摩擦转矩中的至少一个。摩擦转矩推定部25能够使用根据马达1的旋转位置信息算出的角速度来推定库仑摩擦转矩和粘性摩擦转矩。具体而言，摩擦转矩推定部25从两个稳定状态导出库仑摩擦转矩和粘性摩擦系数，并对粘性摩擦系数乘以对象马达1的角速度，由此能够分别导出库仑摩擦转矩和粘性摩擦转矩。在此，稳定状态是马达1的角速度恒定的状态。
温度修正部26使用马达1的温度信息对摩擦转矩进行温度修正。温度修正部26导出预定的温度与摩擦转矩的对应关系。温度修正部26使用该对应关系和由温度检测部13取得的温度信息所表示的温度，对由摩擦转矩推定部25推定的摩擦转矩进行温度修正。
例如，通过在无负载状态下使马达1以第1转速旋转，一边变更温度一边测定电流值，从而导出第1转速下的电流值与温度变化的对应关系。接着，通过使马达1以与第1转速不同的第2转速旋转，一边变更温度一边测定电流值，从而导出第2转速下的电流值与温度变化的对应关系。
求出在预定的温度下第1转速与电流值的关系和第2转速与电流值的关系这两点，所以能够使用这两点求出预定的温度下的马达1的转速与电流值的对应关系。在此，摩擦转矩推定部25能够根据马达1的转速来推定进行温度修正前的摩擦转矩。另外，预定的温度下的电流值与马达1的转矩常数之积成为基于了温度变化的摩擦转矩的值。
根据以上内容，温度修正部26能够使用以下式子来进行温度修正，该式子是用一次式近似出预定的温度下的进行温度修正前的摩擦转矩与进行了温度修正后的摩擦转矩的关系的式子。
[数1]
y＝ax+b
y：进行了温度修正后的摩擦转矩
x：进行温度修正前的摩擦转矩
a：预定的温度下的系数
b：预定的温度下的系数
例如，温度修正部26在由温度检测部13检测的温度为第1温度的情况下，对于第1温度下的式y＝a1x+b1(a1和b1为第1温度下的系数)，通过将由摩擦转矩推定部25推定出的进行温度修正前的摩擦转矩代入x，从而能够推定进行了温度修正后的摩擦转矩。
同样地，温度修正部26在由温度检测部13检测的温度为第2温度的情况下，对于第2温度下的对应关系y＝a2x+b2(a2和b2为第2温度下的系数)，通过将由摩擦转矩推定部25推定出的进行温度修正前的摩擦转矩代入x，从而能够推定进行了温度修正后的摩擦转矩。在上述的第1温度和第2温度以外的温度下，也能够根据先前所说明的一边变更温度一边测定的电流值与温度变化的对应关系，例如通过多项式插值而求出系数。此外，虽然以上所说明的温度修正部26根据温度来修正摩擦转矩，但也可以将基于温度的修正的效果包含在摩擦转矩推定部25中，算出并利用根据温度而发生变化的摩擦转矩。这是因为，在用库仑摩擦转矩和粘性摩擦转矩表示摩擦转矩的情况下，库仑摩擦、粘性系数根据温度而发生变化。
如上所述，温度修正部26能够使用由温度检测部13取得的温度信息来进行摩擦转矩的温度修正。
外力推定部27通过从由转矩算出部23算出的输出转矩减去惯性转矩和进行了温度修正后的摩擦转矩来推定外力。外力推定部27将推定出的外力向指令部10输出。
根据以上内容，第1实施方式涉及的外力推定装置22能够修正基于温度变化的摩擦转矩的变动，能够减小所推定的外力的误差。根据第1实施方式涉及的外力推定装置22，能够提高马达控制的精度。
在图2所示的第1实施方式涉及的外力推定装置22中，将推定出的外力向比控制部21靠上位的指令部10输出。指令部10能够根据外力的方向、大小而经由控制单元20控制马达1，能够使负载3顺畅地动作。
此外，在负载3的加速度接近零的情况下、以及负载3的惯性足够小的情况下，由于惯性转矩的影响变得极小，所以外力推定部27也可以将惯性转矩的值设为零来推定外力。
＜外力推定方法＞
使用图5对第1实施方式涉及的外力推定方法进行说明。图5是示出第1实施方式涉及的外力推定装置22的动作的流程图。
转矩算出部23使用由电流检测部11取得的马达1的电流值算出马达1的输出转矩(步骤S1)。惯性转矩推定部24使用由位置检测部12取得的马达1的旋转位置信息来推定马达1的惯性转矩(步骤S2)。此外，如上所述，惯性转矩推定部24也可以使用逆动力学运算结果来推定马达1的惯性转矩。由此，还能够考虑重力、离心力、科里奥利力的影响，精度进一步提高。
摩擦转矩推定部25根据由位置检测部12取得的旋转位置信息来推定摩擦转矩(步骤S3)。温度修正部26使用由温度检测部13取得的温度信息对由摩擦转矩推定部25推定出的摩擦转矩进行温度修正(步骤S4)。此外，温度修正的方法可以用上述的方法进行。
外力推定部27通过从由转矩算出部23算出的输出转矩减去由惯性转矩推定部24推定出的惯性转矩和进行了温度修正后的摩擦转矩来推定外力(步骤S5)。之后，外力推定部27将推定出的外力向指令部10输出。此外，步骤S1～步骤S3的顺序不限于此，可以是任意的顺序。
如上所述，根据第1实施方式涉及的外力推定装置22，能够修正基于温度变化的摩擦转矩的变动，能够减小所推定的外力的误差。根据第1实施方式涉及的外力推定装置22，能够提高马达控制的精度，能够使负载顺畅地动作。
＜第2实施方式＞
图6是示出第2实施方式涉及的马达和负载的构成的示意图。与图1相比更详细地示出了齿轮的构成。马达1经由齿轮5和齿轮6使负载3动作。此外，虽然在图6中为了简化说明而将齿轮的数量设为2个，但对于齿轮5和齿轮6，也可以设置任意的数量及任意的大小。
马达1的旋转角Θ1是马达1在旋转方向上的角度。负载3的旋转角Θ2是负载3在旋转方向上的角度。马达1的旋转角Θ1由设置于马达1的位置检测部12检测。负载3的旋转角Θ2能够根据由位置检测部12检测的马达1的旋转角Θ1和齿轮比求出。此外，也可以在负载3侧进一步设置位置检测部来检测负载3的旋转角Θ2。
＜外力推定装置的构成＞
图7是示出第2实施方式涉及的外力推定装置30的构成的框图。第2实施方式涉及的外力推定装置30具备转矩算出部23、惯性转矩推定部24、摩擦转矩推定部25、温度修正部26、外力推定部27、马达角度-摩擦变动表28、负载角度-摩擦变动表29。与第1实施方式涉及的外力推定装置22相比，第2实施方式涉及的外力推定装置30追加了马达角度-摩擦变动表28和负载角度-摩擦变动表29。此外，在第2实施方式涉及的外力推定装置30中，对与第1实施方式涉及的外力推定装置22同样的构成要素标注同样的标号，适当地省略详细的说明。
马达角度-摩擦变动表28是存储马达1的旋转角Θ1与根据该旋转角Θ1而变动的摩擦转矩的对应关系的表。也就是说，马达角度-摩擦变动表28存储有与马达1的旋转角Θ1相应的摩擦转矩的变动量的值。
马达角度-摩擦变动表28能够通过如下步骤来制作：取得使马达1旋转1圈时的电流值，根据马达1的旋转角Θ1来划分区间，对划分后的区间的电流值进行平均并且对1整圈的电流值进行平均，对从按划分区间进行平均后的电流值减去1整圈的平均值而得到的结果乘以转矩常数，由此制作出马达角度-摩擦变动表28。
表1是马达角度-摩擦变动表28的一例。
表1
Figure BDA0003711887280000111
通过使用马达角度-摩擦变动表28来推定与马达1的旋转角Θ1相应的摩擦转矩。外力推定部27能够通过从由转矩算出部23算出的输出转矩减去惯性转矩、进行了温度修正后的摩擦转矩、以及使用马达角度-摩擦变动表28推定的摩擦转矩来推定外力。外力推定装置30通过使用马达角度-摩擦变动表28，能够补偿与马达1的旋转角Θ1相应的摩擦转矩的影响，能够减小外力的推定误差。
负载角度-摩擦变动表29是存储负载3的旋转角Θ2与根据该旋转角Θ2而变动的摩擦转矩的对应关系的表。也就是说，在负载角度-摩擦变动表29中存储有与负载3的旋转角Θ2相应的摩擦转矩的变动量的值。
负载角度-摩擦变动表29能够通过如下步骤来制作：取得使负载3旋转1圈时的电流值，根据负载3的旋转角Θ2来划分区间，对划分后的区间的电流值进行平均并且对1整圈的电流值进行平均，对从按划分区间进行平均后的电流值减去1整圈的平均值而得到的结果乘以转矩常数，由此制作出负载角度-摩擦变动表29。
表2是负载角度-摩擦变动表29的一例。
表2
Figure BDA0003711887280000112
外力推定装置30能够通过使用负载角度-摩擦变动表29来推定与负载3的旋转角Θ2相应的摩擦转矩。外力推定部27能够通过从由转矩算出部23算出的输出转矩减去惯性转矩、进行了温度修正后的摩擦转矩、以及使用负载角度-摩擦变动表29推定的摩擦转矩来推定外力。外力推定装置30通过使用负载角度-摩擦变动表29，能够补偿与负载3的旋转角Θ2相应的摩擦转矩的影响，能够减小外力的推定误差。
进而，外力推定部27也可以通过从由转矩算出部23算出的输出转矩减去惯性转矩、进行了温度修正后的摩擦转矩、使用马达角度-摩擦变动表28推定的摩擦转矩、以及使用负载角度-摩擦变动表29推定的摩擦转矩来推定外力。外力推定装置30通过使用马达角度-摩擦变动表28和负载角度-摩擦变动表29，能够补偿与马达1的旋转角Θ1相应的摩擦转矩以及与负载3的旋转角Θ2相应的摩擦转矩的影响，能够进一步减小外力的推定误差。
＜外力推定方法＞
使用图8对第2实施方式涉及的外力推定方法进行说明。图8是示出第2实施方式涉及的外力推定装置30的动作的流程图。此外，图8的步骤S11～步骤S14与图5步骤S1～步骤S4同样，所以省略说明。
使用由位置检测部12取得的马达1的旋转角Θ1和马达角度-摩擦变动表28来推定摩擦转矩(步骤S15)。使用根据马达1的旋转角Θ1和齿轮比算出的负载3的旋转角Θ2、和负载角度-摩擦变动表29来推定摩擦转矩(步骤S16)。此外，步骤S15和步骤S16的顺序不限于此，也可以是任意的顺序。
外力推定部27通过从由转矩算出部23算出的输出转矩减去惯性转矩、进行了温度修正后的摩擦转矩、使用马达角度-摩擦变动表28推定的摩擦转矩、以及使用负载角度-摩擦变动表29推定的摩擦转矩来推定外力(步骤S17)。外力推定部27将推定出的外力向指令部10输出。
如上所述，根据第2实施方式涉及的外力推定装置30，不仅能够修正基于温度变化的摩擦转矩的变动，还能够根据与马达1的旋转角Θ1和负载3的旋转角Θ2相应的摩擦转矩的影响来推定外力。由此，第2实施方式涉及的外力推定装置30能够减小推定的外力的误差，能够提高作用于马达1的外力的推定值的精度。根据第2实施方式涉及的外力推定装置30，能够提高马达控制的精度，能够使负载顺畅地动作。
此外，第2实施方式涉及的外力推定装置30通过使用马达角度-摩擦变动表28，能够降低基于马达1的旋转角Θ1而产生的齿槽转矩的影响，进而能够一并补偿通常相对于马达的额定输出转矩以5％左右存在的齿槽转矩。
使用图9对第1和第2实施方式涉及的控制单元20的硬件构成例进行说明。此外，指令部10也可以具有与控制单元20同样的硬件构成。另外，控制部21、外力推定装置22、外力推定装置30也可以具有图9所示的硬件构成。在图9中，控制单元20具有处理器101和存储器102。处理器101例如可以是微处理器、MPU(Micro Processing Unit：微处理单元)、或CPU(Central Processing Unit：中央处理器)。处理器101也可以包括多个处理器。存储器102由易失性存储器与非易失性存储器的组合构成。存储器(Memory)102也可以包括与处理器101分离地配置的存储装置(Storage)。在该情况下，处理器101可以经由未图示的输入输出接口访问存储器102。
另外，上述的实施方式中的各装置由硬件或软件、或硬件和软件双方构成，既可以由一个硬件或软件构成，也可以由多个硬件或软件构成。上述的实施方式中的各装置的功能(处理)也可以通过计算机来实现。例如，也可以通过在存储器102中存储用于进行实施方式中的动作的程序，并由处理器101执行存储于存储器102的程序来实现各功能。
本实施方式涉及的程序是用于推定作用于马达的外力的外力推定程序，所述外力推定程序用于使计算机执行以下处理：使用向马达供给的电流值算出马达的输出转矩，使用马达的旋转位置信息来推定马达的惯性转矩和马达的摩擦转矩，使用马达的温度信息对推定出的摩擦转矩进行温度修正，通过从所算出的输出转矩减去惯性转矩和进行了温度修正后的摩擦转矩来推定外力。
程序包括命令组(或软件代码)，所述命令组(或软件代码)用于在被计算机读入的情况下，使计算机进行在实施方式中所说明的一个或一个以上的功能。程序也可以存储于非瞬时性的计算机可读介质或存在实体的存储介质中。不旨在构成限定地举出如下例子：计算机可读介质或存在实体的存储介质包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、闪速存储器、固态驱动器(SSD)或其他存储技术、CD-ROM、数字视频光盘(DVD)、蓝光(Blu-ray)光盘或其他光盘存储装置、磁带盒、磁带、磁盘存储装置或其他磁存储设备。也可以在瞬时性的计算机可读介质或通信介质上发送程序。不旨在构成限定地举出如下例子：瞬时性的计算机可读介质或通信介质包括电、光、声、或其他形式的传播信号。
本实施方式涉及的外力推定装置22和外力推定装置30不仅可以应用于例如伙伴机器人、协作机器人、辅助机器人、服务机器人等机器人，还可以应用于汽车中的无传感器动力转向技术、自动开闭门等。
此外，本发明不限于上述实施方式，能够在不脱离要旨的范围内适当地进行变更。

Claims (8)

1.一种外力推定装置，推定作用于马达的外力，所述外力推定装置的特征在于，
具备处理器，
所述处理器构成为，
使用向所述马达供给的电流值算出所述马达的输出转矩，
使用所述马达的旋转位置信息来推定所述马达的惯性转矩，
使用所述马达的旋转位置信息来推定所述马达的第1摩擦转矩，
使用所述马达的温度信息对所述第1摩擦转矩进行温度修正，
通过从所述输出转矩减去所述惯性转矩和进行了温度修正后的所述第1摩擦转矩来推定所述外力。
2.根据权利要求1所述的外力推定装置，其特征在于，
所述第1摩擦转矩包括库仑摩擦转矩和粘性摩擦转矩中的至少一个。
3.根据权利要求1或2所述的外力推定装置，其特征在于，
所述处理器构成为，使用逆动力学运算结果来推定所述马达的所述惯性转矩。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的外力推定装置，其特征在于，
所述马达经由齿轮使负载动作，
所述处理器构成为，
基于所述马达的旋转角与根据该旋转角而变动的第2摩擦转矩的对应关系来推定所述第2摩擦转矩，
通过从所述输出转矩减去所述惯性转矩、进行了温度修正后的所述第1摩擦转矩、以及所述第2摩擦转矩来推定所述外力。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的外力推定装置，其特征在于，
所述马达经由齿轮使负载动作，
所述处理器构成为，
基于所述负载的旋转角与根据该旋转角而变动的第3摩擦转矩的对应关系来推定所述第3摩擦转矩，
通过从所述输出转矩减去所述惯性转矩、进行了温度修正后的所述第1摩擦转矩、以及所述第3摩擦转矩来推定所述外力。
6.根据权利要求1～3中任一项所述的外力推定装置，其特征在于，
所述马达经由齿轮使负载动作，
所述处理器构成为，
基于所述马达的旋转角与根据该旋转角而变动的第2摩擦转矩的对应关系来推定所述第2摩擦转矩，
基于所述负载的旋转角与根据该旋转角而变动的第3摩擦转矩的对应关系来推定所述第3摩擦转矩，
通过从所述输出转矩减去所述惯性转矩、进行了温度修正后的所述第1摩擦转矩、所述第2摩擦转矩、以及所述第3摩擦转矩来推定所述外力。
7.一种外力推定方法，推定作用于马达的外力，所述外力推定方法的特征在于，包括：
使用向所述马达供给的电流值算出所述马达的输出转矩；
使用所述马达的旋转位置信息来推定所述马达的惯性转矩和所述马达的摩擦转矩；
使用所述马达的温度信息对所述摩擦转矩进行温度修正；以及
通过从所述输出转矩减去所述惯性转矩和进行了温度修正后的所述摩擦转矩来推定所述外力。
8.一种非瞬时性的计算机可读记录介质，存储有程序，所述程序在由推定作用于马达的外力的外力推定装置的处理器执行时使所述外力推定装置执行以下处理：
使用向所述马达供给的电流值算出所述马达的输出转矩，
使用所述马达的旋转位置信息来推定所述马达的惯性转矩和所述马达的摩擦转矩，
使用所述马达的温度信息对所述摩擦转矩进行温度修正，
通过从所述输出转矩减去所述惯性转矩和进行了温度修正后的所述摩擦转矩来推定所述外力。
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