JP2000158378A - ロボットおよびロボットの制御装置 - Google Patents

ロボットおよびロボットの制御装置

Info

Publication number
JP2000158378A
JP2000158378A JP10336345A JP33634598A JP2000158378A JP 2000158378 A JP2000158378 A JP 2000158378A JP 10336345 A JP10336345 A JP 10336345A JP 33634598 A JP33634598 A JP 33634598A JP 2000158378 A JP2000158378 A JP 2000158378A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
robot
movable part
torso
movable
leg
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP10336345A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeshi Seto
毅 瀬戸
Kunihiko Takagi
邦彦 高城
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP10336345A priority Critical patent/JP2000158378A/ja
Publication of JP2000158378A publication Critical patent/JP2000158378A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Toys (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】機械的な可動部を有し、その可動部の動作によ
って人間との情報の授受を行なう事を目的としたロボッ
トが人間の指等を動作によって挟み込む危険を防止す
る。 【解決手段】ロボットの可動部の胴部(101)との隙
間が12mm以下になる部分に、圧力センサ(123)
あるいは弾性部材(102)を備える。また可動部の可
動支点より先にバネ要素(133)を備える。ロボット
の制御装置において、可動部が胴部方向に近づく方向に
動作するときには、可動部用アクチュエータのトルクも
しくは力を減ずる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、機械的な可動部
を有し、その可動部の動作によって人間との情報の授受
を行なう事を目的としたロボット及びロボットの制御装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】コンピュータソフトによるディスプレイ
内の仮想ペットは、擬似的なペットとの情緒的交流を楽
しむ目的やあるいはネットワーク上の他人との交流の精
神的な仲介物として多く使用されている。しかし、現在
の仮想ペットとの情報の授受は、人間からの発信はキー
ボードやマウス、仮想ペットすなわち情報機器からの発
信はディスプレイ装置やスピーカーによって行われるの
が一般的であり、生物のペットのように触覚を利用した
触合いや実体のある体の動作を通じての交流は不可能で
あった。そこで、実体のある人工ペットとして、センサ
やアクチュエータを備えた小型ロボットが研究されてい
る。このロボットは、機構的には一般に市販されている
子供用の玩具のロボットに近いが、内部もしくは外部に
コンピュータを備え、接触や動作によって情緒等の情報
の授受を行なう事を目的としている事に特徴がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ロボットは人間が接触して触覚による情報授受を行なう
場合、玩具ロボットと異なり人間はそのロボットの動作
を予期する事が不可能なため、可動部によって指等を挟
まれる危険があるという課題があった。また、その危険
による恐怖感のために情報の授受を楽しむ事が阻害され
るという課題も発生していた。
【0004】そこで本発明は、触覚を利用した接触によ
る情報授受時においても指等を挟まれる危険が無い安全
なロボット及びロボットの制御装置を提供する事を目的
とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本願第1請求項に記載し
た発明は、胴部と胴部に対して相対的に駆動される少な
くとも1つの腕もしくは脚状の可動部とを具備したロボ
ットにおいて、前記可動部の可動範囲中の前記可動部と
胴部との隙間が12mm以下になる部分の、前記胴部も
しくは前記可動部の少なくとも一方に接触もしくは圧力
センサを具備したロボットである。
【0006】このように、可動部と胴部との隙間が一定
値以下になった場合の検出手段を設ける事により、指等
を挟む危険を回避し、例えばアクチュエータへの電流を
遮断するといった安全措置をロボットがとる事ができ
る。
【0007】可動部と胴部は機械的に接続されている
が、本発明においては、例えば直径12mmの丸棒が可
動部と胴部との両方に接している場合を隙間12mmと
定義する。
【0008】危険と判断される可動部と胴部との隙間
は、幼児等が使用する場合はその指の直径から7mm程
度が望ましい。また、成人では指の太さは10mm程度
から30mm程度が想定されるが、太い指においては、
挟まれた場合の耐力も大きいので、20mm程度を考慮
すれば良い。望ましい設定値として、日本玩具協会のS
T基準においてハンドルと本体との隙間に設定されてい
るように12mmが適当である。
【0009】隙間に具備される接触センサあるいは圧力
センサは、指等が挟まれて危険、あるいは痛みを感じる
500gから3kgの垂直力の範囲において、安全措置
がとられるような設定が望ましい。
【0010】本願第2請求項に記載した発明は、胴部と
胴部に対して相対的に駆動される少なくとも1つの腕も
しくは脚状の可動部とを具備したロボットにおいて、前
記可動部の可動範囲中の前記可動部と胴部との隙間が1
2mm以下になる部分の、前記胴部もしくは前記可動部
の少なくとも一方を弾性部材としたロボットである。
【0011】このように弾性部材を備える事で、指等を
挟んでも危険の無い柔らかさをロボットは保有する事が
可能になる。
【0012】本願第3請求項に記載した発明は、胴部と
胴部に対して相対的に駆動される少なくとも1つの腕も
しくは脚状の可動部とを具備したロボットにおいて、前
記可動部の可動支点より先にバネ要素を具備したロボッ
トである。
【0013】このようにバネ要素を具備したことによ
り、可動部の剛性を下げ指等を挟んだ場合の圧縮力を小
さくして危険を回避する事ができる。また、本発明に
は、無理な外力がかかった場合、バネ要素が過大な外力
を吸収してロボット自体の破損を防ぐという副次的な効
果がある。
【0014】本願第4請求項に記載した発明は、胴部と
胴部に対して相対的に駆動される少なくとも1つの腕も
しくは脚状の可動部とを具備したロボットにおいて、前
記可動部が前記胴部方向に近づく方向に動作するときに
は、可動部用アクチュエータのトルクもしくは力を減ず
るロボットの制御装置である。
【0015】指等を可動部と胴部との間に挟み込む危険
が生じるのは、ロボットの可動部が胴部方向に向かって
アクチュエータで駆動されるときである。従って、この
際のみにトルクもしくは力の制限値を減じることによ
り、ロボットの動作表現能力への影響を最小限にして指
等を挟まれる危険を回避する事が可能になる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下に、本発明のロボットの具体
例を図面に基づいて説明する。
【0017】図1に示すように、本例のロボットは胴部
101に対して、腕部121、脚部131、頭部111
が図示しない内部にあるアクチュエータによって駆動可
能に取り付けられている。腕部121と胴部101の間
は、腕部の動きを阻害しない腕部ゴムカバー122で覆
われている。同様に脚部131、頭部111と胴部10
1との間もゴムカバーで覆われている。
【0018】図1では右側の腕部121は、可動範囲の
限界まで胴部101に近づいている状態である。図中、
説明のために直径12mmの丸棒201が示されてい
る。丸棒201が腕部の動作によって胴部との間に挟ま
れる可能性のある部分の腕部121側には接触センサ1
23が、胴部101側には、弾性部材102が取り付け
られている。接触センサは接点方式のスイッチである
が、スイッチ内部のバネの作用により垂直力が1kgを
超えると動作する。従って、腕部121によって操作者
の指等が挟まれた状態でその垂直力が1kgを超える
と、ロボットの動作が停止され指を挟み込む危険が無
い。しかも、一定値以下では接触センサ123は動作し
ないためロボットの外装部材のしわ等によってロボット
の動作が停止してしまうといった不具合は発生しない。
【0019】万一、故障等によって接触センサ123に
よる安全措置が取られないときにも胴部101に取り付
けられた弾性部材102によって、指等を挟み込む荷重
が分散され怪我を防ぐ事ができる。
【0020】脚部131は脚部ゴムカバー132の内部
の可動支点に固着された脚基部134に対して脚部バネ
要素133を介して取り付けられている。したがって脚
部の動作によって指等を胴部102との間、もしくは脚
部131同士の間に挟み込んだ場合も、脚部バネ要素1
33の弾性によって決まる垂直力以上の荷重はかからず
安全である。また脚部バネ要素133は、無理な外力が
かかったときには脚関節への負荷を分散し破壊を防ぐ効
果もある。
【0021】次に本発明のロボットの制御装置について
図2を用いて説明する。
【0022】例えば2自由度のロボットの肩関節の場
合、通常は動作表現発生装置211から速度、回転角
度、トルク等の指令値が上下動用モータ駆動回路221
と前後動用モータ駆動回路231に送られ、上下動用モ
ータ222と前後動用モータ232が駆動される。各モ
ータの回転角度は、上下位置検出用ポテンショメータ2
23と前後位置検出用ポテンショメータ233によって
検出され動作表現発生装置211に伝達される。
【0023】各々のポテンショメータの検出値は隙間管
理演算装置212にも同様に伝達されている。隙間管理
演算装置212の内部には隙間管理用データテーブルが
設けられている。隙間管理用データテーブルは、ロボッ
トと腕部等が胴部に対して指を挟み込む可能性のある角
度での、指を挟み込む方向へのトルク制限値が記述され
ている。すなわち、ある範囲内の上下位置検出用ポテン
ショメータ223の値と、ある範囲内の前後位置検出用
ポテンショメータ233の値に対応して、上下動用モー
タ222と前後動用モータ232の両方の回転方向に対
するトルク制限値が記述されている。具体例をあげる
と、上下位置検出用ポテンショメータ223の値が10
°以上20°未満、前後位置検出用ポテンショメータ2
33の値が30°以上40°未満のとき、上下動用モー
タ222のCW方向のトルク制限値は無制限、CCW方
向のトルク制限値は1kgcm、前後動用モータ232
のCW方向のトルク制限値は無制限、CCW方向のトル
ク制限値は2kgcmという形式で記述されている。も
ちろんこのトルク制限値やポテンショメータの値は、電
圧値で代替される。
【0024】このように定められる回転角度に対応した
トルク制限値は隙間管理演算装置212から上下動用モ
ータ駆動回路221と前後動用モータ駆動回路231に
送られる。各々のモータ駆動回路は、動作表現発生装置
211からのトルク司令値より隙間管理演算装置212
からのトルク制限値のほうが小さい場合、隙間管理演算
装置212からのトルク制限値にしたがって各モータを
駆動する。
【0025】従って、本発明のロボットの制御装置で
は、あらかじめ設定されている指を挟み込む危険のある
ような状態のときのみ、モータの発生トルクを制限する
事が可能であり、ロボットの動作表現能力への影響を最
小限にして指等を挟まれる危険を回避する事が可能にな
る。
【0026】なお、本実施例では隙間管理演算装置21
2が独立しているが、同様の制御を動作表現発生装置の
ソフトウェアで実現する事も可能である。また、隙間管
理用テーブルを設けずに、各ポテンショメータの値の関
数としてトルク制限値の設定も可能である。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のロボット
とロボットの制御装置は、触覚を利用した接触による人
間との情報授受時に、指等を挟まれる危険を無くしたた
め、安全なロボットを提供でき、かつ恐怖感を与える事
が無いためロボットとの情報授受を安心して楽しめると
いう効果がある。また、ロボットを動作させるためのソ
フトウェアは、安全対策のための記述が不要でその生産
性が向上する。
【0028】さらに、本発明のロボットとロボットの制
御装置は、アクチュエータを備えたコンピュータ入力装
置、例えば力覚提示型のジョイスティック等にも利用が
可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の具体例に係り、ロボットを示す正面図
である。
【図2】本発明の具体例に係り、ロボットの制御装置を
示すブロック図である。
【符号の説明】
101.胴部 102.弾性部材 111.頭部 112.頭部ゴムカバー 121.腕部 122.腕部ゴムカバー 123.接触センサ 131.脚部 132.脚部ゴムカバー 133.脚部バネ要素 134.脚基部 211.動作表現発生装置 212.隙間管理演算装置 221.上下動用モータ駆動回路 222.上下動用モータ 223.上下位置検出用ポテンショメータ 231.前後動用モータ駆動回路 232.前後動用モータ 233.前後位置検出用ポテンショメータ
フロントページの続き Fターム(参考) 2C150 AA01 AA02 AA06 CA01 DA02 DJ08 EB01 EB37 EC18 ED42 EF09 EF11 EF16 FA01 3F059 AA00 BB06 CA05 DC01 DE02 FC03 3F060 BA07 CA14 GD03 GD04 GD15 HA35

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 胴部と胴部に対して相対的に駆動される
    少なくとも1つの腕もしくは脚状の可動部とを具備した
    ロボットにおいて、前記可動部の可動範囲中の前記可動
    部と胴部との隙間が12mm以下になる部分の、前記胴
    部もしくは前記可動部の少なくとも一方に接触もしくは
    圧力センサを具備した事を特徴とするロボット。
  2. 【請求項2】 胴部と胴部に対して相対的に駆動される
    少なくとも1つの腕もしくは脚状の可動部とを具備した
    ロボットにおいて、前記可動部の可動範囲中の前記可動
    部と胴部との隙間が12mm以下になる部分の、前記胴
    部もしくは前記可動部の少なくとも一方を弾性部材とし
    た事を特徴とするロボット。
  3. 【請求項3】 胴部と胴部に対して相対的に駆動される
    少なくとも1つの腕もしくは脚状の可動部とを具備した
    ロボットにおいて、前記可動部の可動支点より先にバネ
    要素を具備した事を特徴とするロボット。
  4. 【請求項4】 胴部と胴部に対して相対的に駆動される
    少なくとも1つの腕もしくは脚状の可動部とを具備した
    ロボットにおいて、前記可動部が前記胴部方向に近づく
    方向に動作するときには、可動部用アクチュエータのト
    ルクもしくは力を減ずる事を特徴とするロボットの制御
    装置。
JP10336345A 1998-11-26 1998-11-26 ロボットおよびロボットの制御装置 Withdrawn JP2000158378A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10336345A JP2000158378A (ja) 1998-11-26 1998-11-26 ロボットおよびロボットの制御装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10336345A JP2000158378A (ja) 1998-11-26 1998-11-26 ロボットおよびロボットの制御装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000158378A true JP2000158378A (ja) 2000-06-13

Family

ID=18298172

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10336345A Withdrawn JP2000158378A (ja) 1998-11-26 1998-11-26 ロボットおよびロボットの制御装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000158378A (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004188535A (ja) * 2002-12-11 2004-07-08 Sony Corp 脚式移動ロボット並びに脚式移動ロボットの関節軸として適用されるアクチュエータ装置
US7761184B2 (en) 2003-03-23 2010-07-20 Sony Corporation Robot apparatus and control method thereof
JP2014213416A (ja) * 2013-04-25 2014-11-17 トヨタ自動車株式会社 ロボット装置及びその動作方法
FR3021573A1 (fr) * 2014-06-03 2015-12-04 Aldebaran Robotics Systeme anti coincement dans un robot a caractere humanoide
CN107584516A (zh) * 2016-07-07 2018-01-16 江苏雷动智能制造有限公司 一种机器人防夹手装置及机器人
WO2019158700A1 (de) * 2018-02-19 2019-08-22 Kuka Deutschland Gmbh Roboterarm mit wenigstens einem verformungselement

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004188535A (ja) * 2002-12-11 2004-07-08 Sony Corp 脚式移動ロボット並びに脚式移動ロボットの関節軸として適用されるアクチュエータ装置
US7761184B2 (en) 2003-03-23 2010-07-20 Sony Corporation Robot apparatus and control method thereof
JP2014213416A (ja) * 2013-04-25 2014-11-17 トヨタ自動車株式会社 ロボット装置及びその動作方法
JP2017516672A (ja) * 2014-06-03 2017-06-22 ソフトバンク・ロボティクス・ヨーロッパSoftbank Robotics Europe ヒューマノイド型ロボットにおける噛み込み防止システム
WO2015185671A1 (fr) * 2014-06-03 2015-12-10 Aldebaran Robotics Système anti coincement dans un robot à caractère humanoïde
CN106573371A (zh) * 2014-06-03 2017-04-19 软银机器人欧洲公司 仿人形机器人中的抗干扰系统
FR3021573A1 (fr) * 2014-06-03 2015-12-04 Aldebaran Robotics Systeme anti coincement dans un robot a caractere humanoide
AU2015270477B2 (en) * 2014-06-03 2017-09-14 Softbank Robotics Europe Anti-jamming system in a humanoid-type robot
US10137579B2 (en) 2014-06-03 2018-11-27 Softbank Robotics Europe Anti-jamming system in a humanoid-type robot
RU2684026C2 (ru) * 2014-06-03 2019-04-03 Софтбэнк Роботикс Юроп Система защиты от защемления в роботе-гуманоиде
CN107584516A (zh) * 2016-07-07 2018-01-16 江苏雷动智能制造有限公司 一种机器人防夹手装置及机器人
WO2019158700A1 (de) * 2018-02-19 2019-08-22 Kuka Deutschland Gmbh Roboterarm mit wenigstens einem verformungselement
CN111741836A (zh) * 2018-02-19 2020-10-02 库卡德国有限公司 具有至少一个变形元件的机器人臂
US11351679B2 (en) 2018-02-19 2022-06-07 Kuka Deutschland Gmbh Robot arm having at least one deformation element
CN111741836B (zh) * 2018-02-19 2023-11-17 库卡德国有限公司 具有至少一个变形元件的机器人臂

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhou et al. RML glove—An exoskeleton glove mechanism with haptics feedback
US10191549B2 (en) Multidirectional controller with shear feedback
US6222524B1 (en) Mouth operated input device for an electronically responsive device
JP2000246674A (ja) 力覚提示装置
KR102225783B1 (ko) 햅틱 컨트롤러 및 이를 이용한 햅틱 피드백 제공 시스템 및 방법
US10406683B2 (en) Robot and control method thereof
JP5105450B2 (ja) マスタスレーブシステム及びその制御方法
US5982353A (en) Virtual body modeling apparatus having dual-mode motion processing
US11868533B2 (en) Slip sensation simulation apparatus and control system
JP2000158378A (ja) ロボットおよびロボットの制御装置
GB2343499B (en) Low cost force feedback devices
JP2005293512A (ja) 指装着型データ入力装置
JP2012045251A (ja) 脚動作支援装置
US20180339589A1 (en) Electric wheelchair operation apparatus and vehicle operation method therefor
JP2007054543A (ja) マッサージ機
JP6891344B2 (ja) 動き検出装置
JP6891741B2 (ja) マスタスレーブロボットの動作終了方法
JP4155804B2 (ja) 脚式移動ロボットの制御装置
KR101643576B1 (ko) 골무형 촉감 제시 장치
JP2002086379A (ja) ロボット、ロボットの制御方法およびロボットを動作するプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体
JP3536089B2 (ja) 遠隔操作装置
JP3819636B2 (ja) パッシブ型力覚提示装置
JPH08150578A (ja) マスタアーム装置
JPH04372380A (ja) マニピュレ−タの操作装置
JP2007331089A (ja) ロボットの操縦システム

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20060207