JP2000343470A - 物体協調運搬ロボットの制御方法及びその装置 - Google Patents
物体協調運搬ロボットの制御方法及びその装置Info
- Publication number
- JP2000343470A JP2000343470A JP15326399A JP15326399A JP2000343470A JP 2000343470 A JP2000343470 A JP 2000343470A JP 15326399 A JP15326399 A JP 15326399A JP 15326399 A JP15326399 A JP 15326399A JP 2000343470 A JP2000343470 A JP 2000343470A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- robot
- force
- hand
- sensor
- motion
- 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.)
- Granted
Links
Abstract
(57)【要約】
【課題】 人間と協調して物体を運搬する物体協調運搬
ロボットに、物体を水平に維持して、物体重量の約半分
を負担させるようにした制御手段を得る。 【解決手段】 物体協調運搬ロボットを制御するに際
し、物体４からロボットに加わる力を力覚センサ５で検
出し、そのセンサ信号に基づいて、水平軸周りの回転力
成分τ及び水平前後方向の並進力成分Ｆｘによる運動成
分は、ロボットの抵抗力が小さくなるようにゲインを設
定して出力させる。一方、角度センサで検出した手先の
角度θに基づいて、物体４が水平を維持するように手先
の鉛直方向の並進運動の運動指令を出力させる。
ロボットに、物体を水平に維持して、物体重量の約半分
を負担させるようにした制御手段を得る。 【解決手段】 物体協調運搬ロボットを制御するに際
し、物体４からロボットに加わる力を力覚センサ５で検
出し、そのセンサ信号に基づいて、水平軸周りの回転力
成分τ及び水平前後方向の並進力成分Ｆｘによる運動成
分は、ロボットの抵抗力が小さくなるようにゲインを設
定して出力させる。一方、角度センサで検出した手先の
角度θに基づいて、物体４が水平を維持するように手先
の鉛直方向の並進運動の運動指令を出力させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉱工業・農林水産
業・建設業・流通業・家庭等における重量物運搬作業に
利用できる物体協調運搬ロボットの制御方法及びその装
置に関するものである。
業・建設業・流通業・家庭等における重量物運搬作業に
利用できる物体協調運搬ロボットの制御方法及びその装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】人間とロボットが協調して物体を運搬す
る方法としては、まず、カリフォルニア大学、東北大
学、工業技術院機械技術研究所等で研究されてきたパワ
ーアシストという方法がある。これは、ロボットアーム
先端に把持した物体の負荷と操作者から加えられる力を
それぞれ検出する二つの力覚センサを装着し、操作者か
ら加えられた力を増幅して物体に加えることにより、ロ
ボットが操作者の運動にならって運動しながら操作者の
負荷を低減するという技術である。
る方法としては、まず、カリフォルニア大学、東北大
学、工業技術院機械技術研究所等で研究されてきたパワ
ーアシストという方法がある。これは、ロボットアーム
先端に把持した物体の負荷と操作者から加えられる力を
それぞれ検出する二つの力覚センサを装着し、操作者か
ら加えられた力を増幅して物体に加えることにより、ロ
ボットが操作者の運動にならって運動しながら操作者の
負荷を低減するという技術である。
【０００３】ところが、この方法では操作者がロボット
アーム先端の力覚センサハンドルを掴んで動かすことが
必要となるため、力を加えることができるのは物体の１
カ所のみに限定される。長尺物あるいは寸法の大きな物
体を運搬する場合には、図１に示すように、ロボットア
ーム１先端のハンド２と操作者（人間）３が物体４の両
端等を持って支えることが望ましいが、その場合に、ロ
ボットアーム１側では力覚センサ５を設けて力を測定で
きても、操作者３側では物体４に加えている力は直接測
定することができず、そのため、上記パワーアシストの
技術を適用することは困難である。
アーム先端の力覚センサハンドルを掴んで動かすことが
必要となるため、力を加えることができるのは物体の１
カ所のみに限定される。長尺物あるいは寸法の大きな物
体を運搬する場合には、図１に示すように、ロボットア
ーム１先端のハンド２と操作者（人間）３が物体４の両
端等を持って支えることが望ましいが、その場合に、ロ
ボットアーム１側では力覚センサ５を設けて力を測定で
きても、操作者３側では物体４に加えている力は直接測
定することができず、そのため、上記パワーアシストの
技術を適用することは困難である。
【０００４】一方、人間とロボットが物体の何カ所かを
支持し、負荷を分担して運搬する方法は、米国スタンフ
ォード大学、東北大学等において研究されてきた。これ
らは主にインピーダンス制御に基づいている。すなわ
ち、物体の重量を補償することにより、物体を無重量状
態にして支えると同時に、物体またはロボットに仮想的
なインピーダンス（慣性、粘性、バネ係数）を設定し、
人間が加えた力の変化に応じて物体の運動を変化させ、
人間の動きに物体の運動をならわせるという方法であ
る。しかしながら、物体に作用する重力を補償するため
には、物体の質量及び質量配分を予め知っていることが
必要である。このことは、様々な物体の運搬に柔軟に適
用するための妨げとなる。
支持し、負荷を分担して運搬する方法は、米国スタンフ
ォード大学、東北大学等において研究されてきた。これ
らは主にインピーダンス制御に基づいている。すなわ
ち、物体の重量を補償することにより、物体を無重量状
態にして支えると同時に、物体またはロボットに仮想的
なインピーダンス（慣性、粘性、バネ係数）を設定し、
人間が加えた力の変化に応じて物体の運動を変化させ、
人間の動きに物体の運動をならわせるという方法であ
る。しかしながら、物体に作用する重力を補償するため
には、物体の質量及び質量配分を予め知っていることが
必要である。このことは、様々な物体の運搬に柔軟に適
用するための妨げとなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
問題に対処し、図１を参照して前述したように、人間と
ロボットが長尺物の両端を把持して、その重量による負
荷を分担して運搬するようにした協調運搬ロボットの制
御において、ロボットアームの手先における回転力が零
となるように手先の回転運動を制御する一方、物体が水
平を維持するように手先の鉛直方向の並進運動を制御す
ることによって、物体重量の約半分をロボットアームに
負担させるようにした制御手段を得ることにある。ま
た、本発明の他の技術的課題は、力覚センサとして、ロ
ボットアームに物体から加えられる力を計測する１個の
センサのみを備えればよく、操作者の力を計測するため
の力覚センサを必要とせず、さらに、物体の寸法や質量
も予め知る必要がない物体協調運搬ロボットの制御手段
を得ることにある。
問題に対処し、図１を参照して前述したように、人間と
ロボットが長尺物の両端を把持して、その重量による負
荷を分担して運搬するようにした協調運搬ロボットの制
御において、ロボットアームの手先における回転力が零
となるように手先の回転運動を制御する一方、物体が水
平を維持するように手先の鉛直方向の並進運動を制御す
ることによって、物体重量の約半分をロボットアームに
負担させるようにした制御手段を得ることにある。ま
た、本発明の他の技術的課題は、力覚センサとして、ロ
ボットアームに物体から加えられる力を計測する１個の
センサのみを備えればよく、操作者の力を計測するため
の力覚センサを必要とせず、さらに、物体の寸法や質量
も予め知る必要がない物体協調運搬ロボットの制御手段
を得ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る制御方法は、人間とロボットが物体の
両端を把持して運搬するための物体協調運搬ロボットを
制御する制御方法であって、物体からロボットに加わる
力及び手先の角度をセンサで検出し、そのセンサ信号に
基づき、水平軸周りの回転運動成分及び水平前後方向の
並進運動成分については、ロボットの抵抗力が小さくな
るようにゲインを設定して、ロボットアームを駆動する
運動指令を出力させ、検出した手先の角度に対しては、
物体が水平を維持するように手先の鉛直方向の並進運動
の運動指令を出力させることを特徴とするものである。
め、本発明に係る制御方法は、人間とロボットが物体の
両端を把持して運搬するための物体協調運搬ロボットを
制御する制御方法であって、物体からロボットに加わる
力及び手先の角度をセンサで検出し、そのセンサ信号に
基づき、水平軸周りの回転運動成分及び水平前後方向の
並進運動成分については、ロボットの抵抗力が小さくな
るようにゲインを設定して、ロボットアームを駆動する
運動指令を出力させ、検出した手先の角度に対しては、
物体が水平を維持するように手先の鉛直方向の並進運動
の運動指令を出力させることを特徴とするものである。
【０００７】また、本発明に係る制御装置は、人間とロ
ボットが物体の両端を把持して運搬するための物体協調
運搬ロボットを制御する制御装置であって、物体からロ
ボットに加わる力を検出する力覚センサ及びロボットの
手先の物体把持角度を検出する角度センサと、その力覚
センサのセンサ信号から水平軸周りの回転力成分及び水
平前後方向の並進力成分を分離する座標変換部と、上記
両力成分に基づいて、それらの回転及び並進方向のロボ
ットの抵抗力が小さくなるゲインでそれらの運動成分を
出力する力−運動変換部と、上記角度センサにより検出
された手先の角度に基づいて、物体が水平を維持するよ
うに手先の鉛直方向の運動成分を出力する運動変換部
と、上記運動成分を合成してロボットアームを駆動する
ための運動指令を出力する座標変換部とを備えたことを
特徴とするものである。
ボットが物体の両端を把持して運搬するための物体協調
運搬ロボットを制御する制御装置であって、物体からロ
ボットに加わる力を検出する力覚センサ及びロボットの
手先の物体把持角度を検出する角度センサと、その力覚
センサのセンサ信号から水平軸周りの回転力成分及び水
平前後方向の並進力成分を分離する座標変換部と、上記
両力成分に基づいて、それらの回転及び並進方向のロボ
ットの抵抗力が小さくなるゲインでそれらの運動成分を
出力する力−運動変換部と、上記角度センサにより検出
された手先の角度に基づいて、物体が水平を維持するよ
うに手先の鉛直方向の運動成分を出力する運動変換部
と、上記運動成分を合成してロボットアームを駆動する
ための運動指令を出力する座標変換部とを備えたことを
特徴とするものである。
【０００８】上記構成を有する物体協調運搬ロボットの
制御手段によれば、人間とロボットが物体の両端を把持
して、その重量による負荷を分担して運搬するようにし
た物体協調運搬ロボットを制御するに際し、ロボットア
ームの手先における回転力が零となるように手先の回転
運動を制御する一方、物体が水平を維持するように手先
の鉛直方向の並進運動を制御することによって、物体重
量の約半分をロボットアームに負担させるようにするこ
とができる。力覚センサとして、ロボットアームに物体
から加えられる力を計測する１個のセンサのみを備えれ
ばよく、操作者の力を計測するための力覚センサの必要
がなく、物体の寸法や質量も予め知る必要もない。
制御手段によれば、人間とロボットが物体の両端を把持
して、その重量による負荷を分担して運搬するようにし
た物体協調運搬ロボットを制御するに際し、ロボットア
ームの手先における回転力が零となるように手先の回転
運動を制御する一方、物体が水平を維持するように手先
の鉛直方向の並進運動を制御することによって、物体重
量の約半分をロボットアームに負担させるようにするこ
とができる。力覚センサとして、ロボットアームに物体
から加えられる力を計測する１個のセンサのみを備えれ
ばよく、操作者の力を計測するための力覚センサの必要
がなく、物体の寸法や質量も予め知る必要もない。
【０００９】
【発明の実施の形態】人間とロボットが物体の両端を把
持して協調運搬する場合、物体の重量をどのように分配
して負担するかが最も重要となる。一般に、物体を支持
した点でトルク（回転力）を加えることなく、並進力の
みで物体を支えれば、鉛直方向の力は物体重心からの距
離に反比例して配分される。長尺物はほぼ均一な質量配
分を持つ場合が多いから、ロボット先端でトルクを物体
に加えず先端が自由に回転する状態になれば、長尺物の
質量や寸法に関係なく、人間とロボットはほぼ半分ずつ
重量を負担することになる。
持して協調運搬する場合、物体の重量をどのように分配
して負担するかが最も重要となる。一般に、物体を支持
した点でトルク（回転力）を加えることなく、並進力の
みで物体を支えれば、鉛直方向の力は物体重心からの距
離に反比例して配分される。長尺物はほぼ均一な質量配
分を持つ場合が多いから、ロボット先端でトルクを物体
に加えず先端が自由に回転する状態になれば、長尺物の
質量や寸法に関係なく、人間とロボットはほぼ半分ずつ
重量を負担することになる。
【００１０】一方、長尺物の運搬においては、物体を水
平に保ったまま移動する場合が最も多いと考えられる。
したがって、ロボット先端の上下方向の運動は、物体の
傾きを打ち消すように制御するのがよい。すなわち、人
間が物体を持ち上げることによって物体に傾きが発生し
た場合、ロボットもやはり物体を持ちあげるようにすれ
ば、物体の傾きが打ち消され、水平状態が保たれる。物
体を下に降ろす場合も同様である。
平に保ったまま移動する場合が最も多いと考えられる。
したがって、ロボット先端の上下方向の運動は、物体の
傾きを打ち消すように制御するのがよい。すなわち、人
間が物体を持ち上げることによって物体に傾きが発生し
た場合、ロボットもやはり物体を持ちあげるようにすれ
ば、物体の傾きが打ち消され、水平状態が保たれる。物
体を下に降ろす場合も同様である。
【００１１】物体の水平移動に関しては、人間が物体に
加えた力にならうようにロボットが運動すればよい。す
なわち、ロボット先端の水平方向の運動に関して仮想的
な慣性、粘性を設定し、その値を十分低く取れば、人間
に抵抗力を与えることなく人間にならった運動が可能と
なる。
加えた力にならうようにロボットが運動すればよい。す
なわち、ロボット先端の水平方向の運動に関して仮想的
な慣性、粘性を設定し、その値を十分低く取れば、人間
に抵抗力を与えることなく人間にならった運動が可能と
なる。
【００１２】具体的には、図２に示すように、ロボット
アーム１とその先端のハンド２との間に力覚センサ５を
設け、この力覚センサ５により、物体４におけるロボッ
ト側の物体支持点Ｐにおいて操作者側Ｑから物体４を介
してロボットアーム１側に加えられる力を検出し、得ら
れたセンサ信号を、水平前後方向（ＰＱ方向）の並進力
成分Ｆｘ、鉛直方向（ＰＲ方向）の並進力成分Ｆｚ、及
び点Ｐ周りにおける水平軸周りの回転力成分τに分解す
る。また、ロボットアームの各関節には、図示を省略し
ているが、それぞれの関節を駆動する関節アクチュエー
タを設けると共に、その関節角度を検出する角度センサ
を設け、それらのセンサ信号に基づいて物体の傾き角θ
を検出する。
アーム１とその先端のハンド２との間に力覚センサ５を
設け、この力覚センサ５により、物体４におけるロボッ
ト側の物体支持点Ｐにおいて操作者側Ｑから物体４を介
してロボットアーム１側に加えられる力を検出し、得ら
れたセンサ信号を、水平前後方向（ＰＱ方向）の並進力
成分Ｆｘ、鉛直方向（ＰＲ方向）の並進力成分Ｆｚ、及
び点Ｐ周りにおける水平軸周りの回転力成分τに分解す
る。また、ロボットアームの各関節には、図示を省略し
ているが、それぞれの関節を駆動する関節アクチュエー
タを設けると共に、その関節角度を検出する角度センサ
を設け、それらのセンサ信号に基づいて物体の傾き角θ
を検出する。
【００１３】そして、水平前後方向の並進力成分Ｆｘと
回転力成分τについては、ロボットがそれぞれの方向に
抵抗なく運動するように、物体４の点Ｐでの水平方向の
速度、手先の回転速度が決定される。また、物体４の傾
き角θに比例して、物体を水平にするための点Ｐでの鉛
直方向の速度が決定される。そのためには、力覚センサ
５のセンサ信号における水平軸周りの回転力成分τ及び
水平前後方向の並進力成分Ｆｘに基づき、水平軸周りの
回転運動成分及び水平前後方向の並進運動成分を、ロボ
ットの抵抗力が小さくなるようにゲインを設定して出力
させることにより、ロボットアームを駆動し、一方、手
先の角度センサのセンサ信号で検出した手先角度（物体
４の傾き角θ）については、それに比例する鉛直方向の
並進運動の運動指令を出力させ、物体が水平を維持する
ようにロボットアームの手先を昇降駆動することにな
る。
回転力成分τについては、ロボットがそれぞれの方向に
抵抗なく運動するように、物体４の点Ｐでの水平方向の
速度、手先の回転速度が決定される。また、物体４の傾
き角θに比例して、物体を水平にするための点Ｐでの鉛
直方向の速度が決定される。そのためには、力覚センサ
５のセンサ信号における水平軸周りの回転力成分τ及び
水平前後方向の並進力成分Ｆｘに基づき、水平軸周りの
回転運動成分及び水平前後方向の並進運動成分を、ロボ
ットの抵抗力が小さくなるようにゲインを設定して出力
させることにより、ロボットアームを駆動し、一方、手
先の角度センサのセンサ信号で検出した手先角度（物体
４の傾き角θ）については、それに比例する鉛直方向の
並進運動の運動指令を出力させ、物体が水平を維持する
ようにロボットアームの手先を昇降駆動することにな
る。
【００１４】このようにして、ロボットが物体を支持す
る点（図２上の点Ｐ）の周りでは、物体を自由に回転す
ることができ、物体にトルクを加えることがないため、
人間とロボットの鉛直方向の力は長尺物の質量配分に従
ってほぼ半分ずつとなる。さらに、人間が物体に水平方
向の力を加えると、ロボットはそれにならって抵抗なく
水平に移動する。また、人間が物体を持ち上げて物体が
傾くと、傾き角を零とするようにロボット手先に鉛直方
向上向きの速度が発生するため、物体は水平を保ったま
ま上昇することになる。人間が把持している物体を降ろ
す場合も同様である。このような制御は、水平方向につ
いてはインピーダンス制御を行い、鉛直方向については
物体の初期状態を保つような制御ということもできる。
る点（図２上の点Ｐ）の周りでは、物体を自由に回転す
ることができ、物体にトルクを加えることがないため、
人間とロボットの鉛直方向の力は長尺物の質量配分に従
ってほぼ半分ずつとなる。さらに、人間が物体に水平方
向の力を加えると、ロボットはそれにならって抵抗なく
水平に移動する。また、人間が物体を持ち上げて物体が
傾くと、傾き角を零とするようにロボット手先に鉛直方
向上向きの速度が発生するため、物体は水平を保ったま
ま上昇することになる。人間が把持している物体を降ろ
す場合も同様である。このような制御は、水平方向につ
いてはインピーダンス制御を行い、鉛直方向については
物体の初期状態を保つような制御ということもできる。
【００１５】上述した制御方法を実施するためには、図
２及び図３によって以下に説明するような装置を用いる
ことができる。まず、ロボットアーム１の先端には、図
２に示すように、物体４を把持するためのハンド２及び
操作者が加えた力を物体４を介して検出する力覚センサ
５を配することが必要である。また、前述したように、
ロボットアームの各関節には、それぞれの関節を駆動す
る関節アクチュエータを設けると共に、その関節角度を
検出する角度センサが設けられる。なお、これらの関節
アクチュエータや角度センサは、駆動制御されるロボッ
トアームに一般的に設けられているものをそのまま利用
するものである。
２及び図３によって以下に説明するような装置を用いる
ことができる。まず、ロボットアーム１の先端には、図
２に示すように、物体４を把持するためのハンド２及び
操作者が加えた力を物体４を介して検出する力覚センサ
５を配することが必要である。また、前述したように、
ロボットアームの各関節には、それぞれの関節を駆動す
る関節アクチュエータを設けると共に、その関節角度を
検出する角度センサが設けられる。なお、これらの関節
アクチュエータや角度センサは、駆動制御されるロボッ
トアームに一般的に設けられているものをそのまま利用
するものである。
【００１６】力覚センサ５において検出されたセンサ信
号は、制御装置（コンピュータ）に入力されるが、この
制御装置では、図３に示すように、座標変換部（ａ）に
おいて、水平前後方向の並進力成分Ｆｘ及び鉛直方向の
並進力成分Ｆｚ、並びに水平軸周りの回転力成分τが分
離される。一方、ロボットアームの各関節の角度センサ
においては、物体４の傾き角θが計測される。
号は、制御装置（コンピュータ）に入力されるが、この
制御装置では、図３に示すように、座標変換部（ａ）に
おいて、水平前後方向の並進力成分Ｆｘ及び鉛直方向の
並進力成分Ｆｚ、並びに水平軸周りの回転力成分τが分
離される。一方、ロボットアームの各関節の角度センサ
においては、物体４の傾き角θが計測される。
【００１７】そして、力−運動変換部において、上記水
平前後方向の並進力成分Ｆｘに基づき、下記式（１）の
ような演算により、図２の点ＰにおけるＰＱ方向の並進
運動成分（速度・加速度）が決定され、また、水平軸周
りの回転力成分τに基づき、下記式（２）のような演算
により、点Ｐまわりの回転運動成分（角速度・角加速
度）が決定される。これらは、回転及び並進方向のロボ
ットの抵抗力が小さくなるゲインの設定により決定され
るものである。
平前後方向の並進力成分Ｆｘに基づき、下記式（１）の
ような演算により、図２の点ＰにおけるＰＱ方向の並進
運動成分（速度・加速度）が決定され、また、水平軸周
りの回転力成分τに基づき、下記式（２）のような演算
により、点Ｐまわりの回転運動成分（角速度・角加速
度）が決定される。これらは、回転及び並進方向のロボ
ットの抵抗力が小さくなるゲインの設定により決定され
るものである。
【００１８】
【数１】 この場合、ロボットによる抵抗力を小さくするために、
目標慣性係数Ｍ、目標慣性モーメント係数Ｉや、目標粘
性摩擦係数Ｂｘ 、目標粘性摩擦係数Ｂｄ は、低く設定
する。
目標慣性係数Ｍ、目標慣性モーメント係数Ｉや、目標粘
性摩擦係数Ｂｘ 、目標粘性摩擦係数Ｂｄ は、低く設定
する。
【００１９】一方、角度センサにおいて検出され、座標
変換部（ｂ）において求めた傾き角θに基づき、運動変
換部において、式（３）のように、物体の傾き角θに比
例して点Ｐの鉛直方向の並進運動成分（速度）が決定さ
れる。
変換部（ｂ）において求めた傾き角θに基づき、運動変
換部において、式（３）のように、物体の傾き角θに比
例して点Ｐの鉛直方向の並進運動成分（速度）が決定さ
れる。
【数２】 式中のＫは、傾き角と速度との比例係数である。
【００２０】座標変換部（ｃ）は、上述した各運動成分
を合成して、ロボットアーム１の手先の運動を決定し、
各関節アクチュエータを駆動する運動指令を出力し、各
関節アクチュエータの動作は、それぞれの関節に設けた
角度センサにより検出され、ロボットアームの動作が目
標値に近づくように関節の位置や駆動速度がフィードバ
ックされる。
を合成して、ロボットアーム１の手先の運動を決定し、
各関節アクチュエータを駆動する運動指令を出力し、各
関節アクチュエータの動作は、それぞれの関節に設けた
角度センサにより検出され、ロボットアームの動作が目
標値に近づくように関節の位置や駆動速度がフィードバ
ックされる。
【００２１】
【発明の効果】以上に詳述した本発明の制御方法及び装
置によれば、人間とロボットが長尺物の両端を把持し
て、その重量による負荷を分担して運搬するようにした
協調運搬ロボットにおいて、ロボットアームの手先にお
ける回転力が零となるように手先の回転運動を制御する
一方、物体が水平を維持するように手先の鉛直方向の並
進運動を制御することによって、物体重量の約半分をロ
ボットアームに負担させるようにした制御を行うことが
できる。また、本発明によれば、力覚センサとして、ロ
ボットアームに物体から加えられる力を計測する１個の
センサのみを備えればよく、操作者の力を計測するため
の力覚センサを必要とせず、さらに、物体の寸法や質量
も予め知る必要がない物体協調運搬ロボットの制御手段
を得ることができる。
置によれば、人間とロボットが長尺物の両端を把持し
て、その重量による負荷を分担して運搬するようにした
協調運搬ロボットにおいて、ロボットアームの手先にお
ける回転力が零となるように手先の回転運動を制御する
一方、物体が水平を維持するように手先の鉛直方向の並
進運動を制御することによって、物体重量の約半分をロ
ボットアームに負担させるようにした制御を行うことが
できる。また、本発明によれば、力覚センサとして、ロ
ボットアームに物体から加えられる力を計測する１個の
センサのみを備えればよく、操作者の力を計測するため
の力覚センサを必要とせず、さらに、物体の寸法や質量
も予め知る必要がない物体協調運搬ロボットの制御手段
を得ることができる。
【図１】本発明に基づいて制御する物体協調運搬ロボッ
トについての説明図である。
トについての説明図である。
【図２】本発明による物体協調運搬ロボットの制御にお
いて用いる力覚センサの検出出力成分についての説明図
である。
いて用いる力覚センサの検出出力成分についての説明図
である。
【図３】本発明における物体協調運搬ロボットの制御系
の構成図である。
の構成図である。
１ ロボットアーム ２ ハンド ３ 操作者 ４ 物体 ５ 力覚センサ Ｆｘ センサ信号の水平前後方向の並進力成分 Ｆｚ センサ信号の鉛直方向の並進力成分 τ 同水平軸周りの回転力成分 θ 傾き角
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 原 靖 男 神奈川県横浜市青葉区鉄町1614 桐蔭学園 横浜大学内 (72)発明者 園 田 幸 伸 東京都八王子市片倉町1404−１ 東京工科 大学内 Ｆターム(参考） 3F059 AA01 BA02 BA08 DA02 DA09 DC04 DE04 FB30 FC03 3F060 AA01 GD05 GD12
Claims (2)
- 【請求項１】人間とロボットが物体の両端を把持して運
搬するための物体協調運搬ロボットを制御する制御方法
であって、 物体からロボットに加わる力及び手先の角度をセンサで
検出し、そのセンサ信号に基づき、水平軸周りの回転運
動成分及び水平前後方向の並進運動成分については、ロ
ボットの抵抗力が小さくなるようにゲインを設定して、
ロボットアームを駆動する運動指令を出力させ、検出し
た手先の角度に対しては、物体が水平を維持するように
手先の鉛直方向の並進運動の運動指令を出力させる、こ
とを特徴とする物体協調運搬ロボットの制御方法。 - 【請求項２】人間とロボットが物体の両端を把持して運
搬するための物体協調運搬ロボットを制御する制御装置
であって、 物体からロボットに加わる力を検出する力覚センサ及び
ロボットの手先の物体把持角度を検出する角度センサ
と、その力覚センサのセンサ信号から水平軸周りの回転
力成分及び水平前後方向の並進力成分を分離する座標変
換部と、上記両力成分に基づいて、それらの回転及び並
進方向のロボットの抵抗力が小さくなるゲインでそれら
の運動成分を出力する力−運動変換部と、上記角度セン
サにより検出された手先の角度に基づいて、物体が水平
を維持するように手先の鉛直方向の運動成分を出力する
運動変換部と、上記運動成分を合成してロボットアーム
を駆動するための運動指令を出力する座標変換部とを備
えた、ことを特徴とする物体協調運搬ロボットの制御装
置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15326399A JP3163346B2 (ja) | 1999-06-01 | 1999-06-01 | 物体協調運搬ロボットの制御方法及びその装置 |
| US09/774,173 US6522952B1 (en) | 1999-06-01 | 2000-03-31 | Method and system for controlling cooperative object-transporting robot |
| PCT/JP2000/002079 WO2004103651A1 (ja) | 1999-06-01 | 2000-03-31 | 物体協調運搬ロボットの制御方法及びその装置 |
| US10/319,606 US6654665B2 (en) | 1999-06-01 | 2002-12-16 | Method and system for controlling cooperative object-transporting robot |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15326399A JP3163346B2 (ja) | 1999-06-01 | 1999-06-01 | 物体協調運搬ロボットの制御方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000343470A true JP2000343470A (ja) | 2000-12-12 |
| JP3163346B2 JP3163346B2 (ja) | 2001-05-08 |
Family
ID=15558642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15326399A Expired - Lifetime JP3163346B2 (ja) | 1999-06-01 | 1999-06-01 | 物体協調運搬ロボットの制御方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3163346B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009098855A1 (ja) | 2008-02-06 | 2009-08-13 | Panasonic Corporation | ロボット、ロボットの制御装置及び制御方法、並びに、ロボットの制御装置の制御プログラム |
| JP2016187844A (ja) * | 2015-03-30 | 2016-11-04 | セイコーエプソン株式会社 | ロボット、ロボット制御装置およびロボットシステム |
| DE102016012040A1 (de) | 2015-10-16 | 2017-04-20 | Fanuc Corporation | Robotersteuerungsvorrichtung, robotersystem und verfahren zum steuern eines in zusammenarbeit mit einer person einen gegenstand tragenden roboters |
| WO2020054649A1 (ja) * | 2018-09-10 | 2020-03-19 | 日本電気株式会社 | 搬送システム、搬送ロボット、管制装置、制御方法、及びプログラム |
| CN112689844A (zh) * | 2018-07-31 | 2021-04-20 | Uatc有限责任公司 | 用于货物运输的托盘系统 |
-
1999
- 1999-06-01 JP JP15326399A patent/JP3163346B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009098855A1 (ja) | 2008-02-06 | 2009-08-13 | Panasonic Corporation | ロボット、ロボットの制御装置及び制御方法、並びに、ロボットの制御装置の制御プログラム |
| JP4445038B2 (ja) * | 2008-02-06 | 2010-04-07 | パナソニック株式会社 | ロボット、ロボットの制御装置及び制御方法、並びに、ロボットの制御装置の制御プログラム |
| JPWO2009098855A1 (ja) * | 2008-02-06 | 2011-05-26 | パナソニック株式会社 | ロボット、ロボットの制御装置及び制御方法、並びに、ロボットの制御装置の制御プログラム |
| US8024071B2 (en) | 2008-02-06 | 2011-09-20 | Panasonic Corporation | Robot, controlling device and controlling method for robot, and controlling program for robot-controlling device |
| JP2016187844A (ja) * | 2015-03-30 | 2016-11-04 | セイコーエプソン株式会社 | ロボット、ロボット制御装置およびロボットシステム |
| DE102016012040A1 (de) | 2015-10-16 | 2017-04-20 | Fanuc Corporation | Robotersteuerungsvorrichtung, robotersystem und verfahren zum steuern eines in zusammenarbeit mit einer person einen gegenstand tragenden roboters |
| US10232513B2 (en) | 2015-10-16 | 2019-03-19 | Fanuc Corporation | Robot control device, robot system and method of controlling robot which carries object in cooperation with person |
| CN112689844A (zh) * | 2018-07-31 | 2021-04-20 | Uatc有限责任公司 | 用于货物运输的托盘系统 |
| US11912517B2 (en) | 2018-07-31 | 2024-02-27 | Uatc, Llc | Pallet system for cargo transport |
| WO2020054649A1 (ja) * | 2018-09-10 | 2020-03-19 | 日本電気株式会社 | 搬送システム、搬送ロボット、管制装置、制御方法、及びプログラム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3163346B2 (ja) | 2001-05-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6654665B2 (en) | Method and system for controlling cooperative object-transporting robot | |
| US10800049B2 (en) | Maneuvering mobile robots | |
| US10802508B2 (en) | Mobile robot | |
| JP3442941B2 (ja) | ロボットの振動抑制制御装置およびその制御方法 | |
| US11850738B2 (en) | Robotic leg | |
| KR20110010796A (ko) | 힘 균형 유지 이동성 로봇 시스템 | |
| US10780578B2 (en) | Reaching mobile robots | |
| JP2001113481A (ja) | パワーアシスト装置およびその制御方法 | |
| JP2002509843A (ja) | 衛星姿勢制御における特異点回避 | |
| JP6071046B2 (ja) | 吊荷姿勢制御装置 | |
| JPH06246652A (ja) | 重量物ハンドリング用マニピュレータ装置 | |
| JP3163346B2 (ja) | 物体協調運搬ロボットの制御方法及びその装置 | |
| JP3099067B1 (ja) | 物体協調運搬ロボットの制御方法及びその装置 | |
| JP2023515598A (ja) | ロボットデバイス | |
| JP4669801B2 (ja) | 無慣性タイプの荷重取扱装置 | |
| JP2018065232A (ja) | ロボット制御装置、ロボット、及びロボットシステム | |
| JP2007038059A (ja) | 作業補助装置 | |
| US20210402605A1 (en) | Work Mode and Travel Mode for Mobile Robots | |
| JP2018065233A (ja) | ロボット制御装置、ロボット、及びロボットシステム | |
| JP2003080478A (ja) | 脚を有する機械の姿勢制御装置及び制御方法 | |
| JPH09272082A (ja) | 遠隔操作用マスター・アーム装置 | |
| US11806874B2 (en) | Robot system | |
| JPH05313746A (ja) | マニピュレータの制御装置 | |
| JPH0411029Y2 (ja) | ||
| JP4376732B2 (ja) | 搬送作業の補助装置と補助方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3163346 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |