JP2006018791A - 弾性体アクチュエータ駆動型可動機構の制御装置及び制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 流体圧駆動アクチュエータ1の内部圧力を圧力計測手段9で計測し、流体圧駆動アクチュエータにより発生する駆動トルクをトルクセンサー7で計測し、可動機構の変位量を計測し、変位の目標値と計測値とが入力されて位置誤差を位置誤差補償手段12で補償し、位置誤差補償手段の出力と駆動トルクの計測値とが入力されて駆動トルク誤差を駆動トルク誤差補償手段25で補償し、駆動トルク誤差補償手段の出力と圧力差の計測値とが入力され圧力差誤差を圧力差誤差補償手段15で補償する。
【選択図】図1
Description
上記弾性体アクチュエータの駆動により変化する上記弾性体アクチュエータの内部状態を計測して上記内部状態の計測値を出力する内部状態計測手段と、
上記弾性体アクチュエータにより発生される駆動力を計測して上記駆動力の計測値を出力する駆動力計測手段と、
上記弾性体アクチュエータにより駆動される上記可動機構の出力を計測して上記出力の計測値を出力する出力計測手段と、
上記弾性体アクチュエータにより駆動される上記可動機構の上記出力の目標値と上記出力計測手段により計測された上記出力の計測値とが入力されるとともに出力誤差を補償するように出力誤差補償情報を出力する出力誤差補償手段と、
上記出力誤差補償手段からの上記出力誤差補償情報の出力及び上記駆動力計測手段からの上記駆動力の計測値の出力が入力されるとともに駆動力誤差を補償するように駆動力誤差補償情報を出力する駆動力誤差補償手段と、
上記駆動力誤差補償手段からの上記駆動力誤差補償情報の出力、及び上記内部状態計測手段からの上記内部状態の計測値の出力が入力されるとともに内部状態誤差を補償するように内部状態誤差補償情報を出力する内部状態誤差補償手段とを備えて、
上記内部状態誤差補償手段により出力された上記内部状態誤差補償情報に基づき上記弾性体アクチュエータにより駆動される上記可動機構の上記出力の計測値を上記出力の目標値とするように制御する弾性体アクチュエータ駆動型可動機構の制御装置を提供する。
上記弾性体アクチュエータの駆動により変化する上記弾性体アクチュエータの内部状態を計測して上記内部状態の計測値を出力する内部状態計測手段と、
上記弾性体アクチュエータにより発生される駆動力を計測して上記駆動力の計測値を出力する駆動力計測手段と、
上記弾性体アクチュエータにより駆動される上記可動機構の出力を計測して上記出力の計測値を出力する出力計測手段と、
上記弾性体アクチュエータにより駆動される上記可動機構の出力の目標値と上記出力計測手段により計測された上記出力の計測値とが入力されるとともに出力誤差を補償するように出力誤差補償情報を出力する出力誤差補償手段と、
上記出力誤差補償手段からの上記出力誤差補償情報の出力及び上記駆動力計測手段からの上記駆動力の計測値の出力が入力されるとともに駆動力誤差を補償するように駆動力誤差補償情報を出力する駆動力誤差補償手段と、
上記弾性体アクチュエータの上記内部状態の目標値を決定して上記内部状態の目標値を出力する目標内部状態決定手段と、
上記駆動力誤差補償手段からの上記駆動力誤差補償情報の出力、及び上記目標内部状態決定手段からの上記内部状態の目標値の出力、及び上記内部状態計測手段からの上記内部状態の計測値の出力が入力されるとともに内部状態誤差を補償するように内部状態誤差補償情報を出力する内部状態誤差補償手段とを備えて、
上記内部状態誤差補償手段により出力された上記内部状態誤差補償情報に基づき上記弾性体アクチュエータにより駆動される上記可動機構の上記出力の計測値を上記出力の目標値とするように制御する弾性体アクチュエータ駆動型可動機構の制御装置を提供する。
上記弾性体アクチュエータの駆動により変化する上記弾性体アクチュエータの内部状態を計測して上記内部状態の計測値を出力する内部状態計測手段と、
上記弾性体アクチュエータにより発生される駆動力を計測して上記駆動力の計測値を出力する駆動力計測手段と、
上記弾性体アクチュエータにより駆動される上記可動機構の出力を計測して上記出力の計測値を出力する出力計測手段と、
上記弾性体アクチュエータにより駆動される上記可動機構の出力の目標値と上記出力計測手段により計測された上記出力の計測値とが入力されるとともに出力誤差を補償するように出力誤差補償情報を出力する出力誤差補償手段と、
上記出力誤差補償手段からの上記出力誤差補償情報の出力及び上記駆動力計測手段からの上記駆動力の計測値の出力が入力されるとともに駆動力誤差を補償するように駆動力誤差補償情報を出力する駆動力誤差補償手段と、
上記弾性体アクチュエータの上記内部状態の目標値を決定して上記内部状態の目標値を出力する目標内部状態決定手段と、
上記目標内部状態決定手段からの上記内部状態の目標値の出力、及び上記内部状態計測手段からの上記内部状態の計測値の出力が入力されるとともに内部状態誤差を補償するように内部状態誤差補償情報を出力する内部状態誤差補償手段とを備えて、
上記内部状態誤差補償手段により出力された上記内部状態誤差補償情報及び上記駆動力誤差補償手段により補償された上記駆動力誤差補償情報に基づき上記弾性体アクチュエータにより駆動される上記可動機構の上記出力の計測値を上記出力の目標値とするように制御する弾性体アクチュエータ駆動型可動機構の制御装置を提供する。
上記弾性体アクチュエータの駆動により変化する上記弾性体アクチュエータの内部状態を計測して上記内部状態の計測値を得て、
上記弾性体アクチュエータにより発生される駆動力を計測して上記駆動力の計測値を得て、
上記弾性体アクチュエータにより駆動される上記可動機構の出力を計測して上記出力の計測値を得て、
上記弾性体アクチュエータの上記出力の目標値と上記計測された上記弾性体アクチュエータの上記出力の計測値とから、出力誤差を補償するように出力誤差補償情報を得て、
上記出力誤差補償情報の出力及び上記駆動力の計測値の出力から駆動力誤差を補償するように駆動力誤差補償情報を得て、
上記駆動力誤差補償情報の出力、及び上記内部状態の計測値の出力から内部状態誤差を補償するように内部状態誤差補償情報を得て、
上記内部状態誤差補償情報に基づき上記弾性体アクチュエータにより駆動される上記可動機構の上記出力の計測値を上記出力の目標値とするように制御する弾性体アクチュエータ駆動型可動機構の制御方法を提供する。
上記弾性体アクチュエータの駆動により変化する上記弾性体アクチュエータの内部状態を計測して上記内部状態の計測値を得て、
上記弾性体アクチュエータにより発生される駆動力を計測して上記駆動力の計測値を得て、
上記弾性体アクチュエータにより駆動される上記可動機構の出力を計測して上記出力の計測値を得て、
上記弾性体アクチュエータにより駆動される上記可動機構の出力の目標値と上記計測された上記出力の計測値とから出力誤差を補償するように出力誤差補償情報を得て、
上記出力誤差補償情報の出力及び上記駆動力の計測値の出力から駆動力誤差を補償するように駆動力誤差補償情報を得て、
上記弾性体アクチュエータの上記内部状態の目標値を決定して上記内部状態の目標値を得て、
上記駆動力誤差補償情報の出力、及び上記内部状態の目標値の出力、及び上記内部状態の計測値の出力から内部状態誤差を補償するように内部状態誤差補償情報を得て、
上記内部状態誤差補償情報に基づき上記弾性体アクチュエータにより駆動される上記可動機構の上記出力の計測値を上記出力の目標値とするように制御する弾性体アクチュエータ駆動型可動機構の制御方法を提供する。
上記弾性体アクチュエータの駆動により変化する上記弾性体アクチュエータの内部状態を計測して上記内部状態の計測値を得て、
上記弾性体アクチュエータにより発生される駆動力を計測して上記駆動力の計測値を得て、
上記弾性体アクチュエータにより駆動される上記可動機構の出力を計測して上記出力の計測値を得て、
上記弾性体アクチュエータにより駆動される上記可動機構の出力の目標値と上記出力の計測値とから出力誤差を補償するように出力誤差補償情報を得て、
上記出力誤差補償情報の出力、及び上記駆動力の計測値の出力から駆動力誤差を補償するように駆動力誤差補償情報を得て、
上記弾性体アクチュエータの上記内部状態の目標値を決定して上記内部状態の目標値を得て、
上記内部状態の目標値の出力、及び上記内部状態の計測値の出力から内部状態誤差を補償するように内部状態誤差補償情報を得て、
上記内部状態誤差補償情報及び上記駆動力誤差補償情報に基づき上記弾性体アクチュエータにより駆動される上記可動機構の上記出力の計測値を上記出力の目標値とするように制御する弾性体アクチュエータ駆動型可動機構の制御方法を提供する。
上記弾性体アクチュエータの駆動により変化する上記弾性体アクチュエータの内部状態を計測して上記内部状態の計測値を出力する内部状態計測手段と、
上記弾性体アクチュエータにより発生される駆動力を計測して上記駆動力の計測値を出力する駆動力計測手段と、
上記弾性体アクチュエータにより駆動される上記可動機構の出力を計測して上記出力の計測値を出力する出力計測手段と、
上記弾性体アクチュエータにより駆動される上記可動機構の上記出力の目標値と上記出力計測手段により計測された上記出力の計測値とが入力されるとともに出力誤差を補償するように出力誤差補償情報を出力する出力誤差補償手段と、
上記出力誤差補償手段からの上記出力誤差補償情報の出力及び上記駆動力計測手段からの上記駆動力の計測値の出力が入力されるとともに駆動力誤差を補償するように駆動力誤差補償情報を出力する駆動力誤差補償手段と、
上記駆動力誤差補償手段からの上記駆動力誤差補償情報の出力、及び上記内部状態計測手段からの上記内部状態の計測値の出力が入力されるとともに内部状態誤差を補償するように内部状態誤差補償情報を出力する内部状態誤差補償手段とを備えて、
上記内部状態誤差補償手段により出力された上記内部状態誤差補償情報に基づき上記弾性体アクチュエータにより駆動される上記可動機構の上記出力の計測値を上記出力の目標値とするように制御する弾性体アクチュエータ駆動型可動機構の制御装置を提供する。
上記弾性体アクチュエータの駆動により変化する上記弾性体アクチュエータの内部状態を計測して上記内部状態の計測値を出力する内部状態計測手段と、
上記弾性体アクチュエータにより発生される駆動力を計測して上記駆動力の計測値を出力する駆動力計測手段と、
上記弾性体アクチュエータにより駆動される上記可動機構の出力を計測して上記出力の計測値を出力する出力計測手段と、
上記弾性体アクチュエータにより駆動される上記可動機構の出力の目標値と上記出力計測手段により計測された上記出力の計測値とが入力されるとともに出力誤差を補償するように出力誤差補償情報を出力する出力誤差補償手段と、
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上記弾性体アクチュエータの上記内部状態の目標値を決定して上記内部状態の目標値を出力する目標内部状態決定手段と、
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上記弾性体アクチュエータの駆動により変化する上記弾性体アクチュエータの内部状態を計測して上記内部状態の計測値を出力する内部状態計測手段と、
上記弾性体アクチュエータにより発生される駆動力を計測して上記駆動力の計測値を出力する駆動力計測手段と、
上記弾性体アクチュエータにより駆動される上記可動機構の出力を計測して上記出力の計測値を出力する出力計測手段と、
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上記弾性体アクチュエータの上記内部状態の目標値を決定して上記内部状態の目標値を出力する目標内部状態決定手段と、
上記目標内部状態決定手段からの上記内部状態の目標値の出力、及び上記内部状態計測手段からの上記内部状態の計測値の出力が入力されるとともに内部状態誤差を補償するように内部状態誤差補償情報を出力する内部状態誤差補償手段とを備えて、
上記内部状態誤差補償手段により出力された上記内部状態誤差補償情報及び上記駆動力誤差補償手段により補償された上記駆動力誤差補償情報に基づき上記弾性体アクチュエータにより駆動される上記可動機構の上記出力の計測値を上記出力の目標値とするように制御する弾性体アクチュエータ駆動型可動機構の制御装置を提供する。
上記弾性体アクチュエータの駆動により変化する上記弾性体アクチュエータの内部状態を計測して上記内部状態の計測値を得て、
上記弾性体アクチュエータにより発生される駆動力を計測して上記駆動力の計測値を得て、
上記弾性体アクチュエータにより駆動される上記可動機構の出力を計測して上記出力の計測値を得て、
上記弾性体アクチュエータの上記出力の目標値と上記計測された上記弾性体アクチュエータの上記出力の計測値とから、出力誤差を補償するように出力誤差補償情報を得て、
上記出力誤差補償情報の出力及び上記駆動力の計測値の出力から駆動力誤差を補償するように駆動力誤差補償情報を得て、
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上記内部状態誤差補償情報に基づき上記弾性体アクチュエータにより駆動される上記可動機構の上記出力の計測値を上記出力の目標値とするように制御する弾性体アクチュエータ駆動型可動機構の制御方法を提供する。
上記弾性体アクチュエータの駆動により変化する上記弾性体アクチュエータの内部状態を計測して上記内部状態の計測値を得て、
上記弾性体アクチュエータにより発生される駆動力を計測して上記駆動力の計測値を得て、
上記弾性体アクチュエータにより駆動される上記可動機構の出力を計測して上記出力の計測値を得て、
上記弾性体アクチュエータにより駆動される上記可動機構の出力の目標値と上記計測された上記出力の計測値とから出力誤差を補償するように出力誤差補償情報を得て、
上記出力誤差補償情報の出力及び上記駆動力の計測値の出力から駆動力誤差を補償するように駆動力誤差補償情報を得て、
上記弾性体アクチュエータの上記内部状態の目標値を決定して上記内部状態の目標値を得て、
上記駆動力誤差補償情報の出力、及び上記内部状態の目標値の出力、及び上記内部状態の計測値の出力から内部状態誤差を補償するように内部状態誤差補償情報を得て、
上記内部状態誤差補償情報に基づき上記弾性体アクチュエータにより駆動される上記可動機構の上記出力の計測値を上記出力の目標値とするように制御する弾性体アクチュエータ駆動型可動機構の制御方法を提供する。
上記弾性体アクチュエータの駆動により変化する上記弾性体アクチュエータの内部状態を計測して上記内部状態の計測値を得て、
上記弾性体アクチュエータにより発生される駆動力を計測して上記駆動力の計測値を得て、
上記弾性体アクチュエータにより駆動される上記可動機構の出力を計測して上記出力の計測値を得て、
上記弾性体アクチュエータにより駆動される上記可動機構の出力の目標値と上記出力の計測値とから出力誤差を補償するように出力誤差補償情報を得て、
上記出力誤差補償情報の出力、及び上記駆動力の計測値の出力から駆動力誤差を補償するように駆動力誤差補償情報を得て、
上記弾性体アクチュエータの上記内部状態の目標値を決定して上記内部状態の目標値を得て、
上記内部状態の目標値の出力、及び上記内部状態の計測値の出力から内部状態誤差を補償するように内部状態誤差補償情報を得て、
上記内部状態誤差補償情報及び上記駆動力誤差補償情報に基づき上記弾性体アクチュエータにより駆動される上記可動機構の上記出力の計測値を上記出力の目標値とするように制御する弾性体アクチュエータ駆動型可動機構の制御方法を提供する。
(第1実施形態)
図1は本発明の第1実施形態にかかる弾性体アクチュエータ駆動型可動機構の制御装置の概念を示すブロック線図である。図1において、101は目標出力生成手段であり、弾性膨張収縮構造体1より構成される弾性体アクチュエータにより駆動される弾性体アクチュエータ駆動型可動機構102の変位、発生力等の出力の目標値を生成する。104は弾性体アクチュエータ駆動型可動機構102に接続される出力計測手段であり、弾性体アクチュエータ駆動型可動機構102の出力の計測値を計測して、計測値を出力誤差補償手段103にそれぞれ入力する。103は目標出力生成手段101からの目標値が入力される出力誤差補償手段であり、出力計測手段104により計測される弾性体アクチュエータ駆動型可動機構102の出力の計測値を目標値に追従させるように制御を行う。105は弾性体アクチュエータが発生する駆動力の誤差を補償するように駆動力誤差補償情報を出力する駆動力誤差補償手段であり、出力誤差補償手段103の出力と、弾性体アクチュエータ駆動型可動機構102に接続された駆動力計測手段107により計測された駆動力との差が入力される。106は駆動力誤差補償手段105からの駆動力誤差補償情報の出力情報と内部状態計測手段108からの内部状態計測値の差が入力されて内部状態誤差補償情報を出力する内部状態誤差補償手段であり、内部状態誤差補償手段106からの内部状態誤差補償情報の出力情報がそれぞれの弾性体アクチュエータ1に入力されてそれぞれの弾性体アクチュエータ1の内部状態計測値をそれぞれの目標値に追従させるように制御を行う。108は弾性体アクチュエータ駆動型可動機構102を構成する各弾性体アクチュエータである弾性膨張収縮構造体1に接続される内部状態計測手段であり、弾性体アクチュエータ駆動型可動機構102の各弾性膨張収縮構造体1の内部圧力である内部状態計測値をそれぞれ測定して、内部状態計測値を内部状態誤差補償手段106に入力する。
図8は本発明の第2実施形態にかかる弾性体アクチュエータ駆動型可動機構の制御装置の概念を示すブロック線図である。図8において、101は目標出力生成手段であり、弾性体アクチュエータ1により駆動される弾性体アクチュエータ駆動型可動機構102の変位、発生力等の出力の目標値を生成する。104は弾性体アクチュエータ駆動型可動機構102に接続される出力計測手段であり、弾性体アクチュエータ駆動型可動機構102の出力の計測値を計測して、計測値を出力誤差補償手段103にそれぞれ入力する。103は目標出力生成手段101からの出力目標値と出力計測手段104からの出力計測値との出力誤差が入力されて出力誤差補償情報を出力する出力誤差補償手段であり、出力誤差補償手段103により出力誤差を補償するように出力誤差補償情報を出力することにより、出力計測手段104により計測される弾性体アクチュエータ駆動型可動機構102の出力の計測値を目標値に追従させるように制御を行う。105は弾性体アクチュエータ1が発生する駆動力の誤差を補償する駆動力誤差補償手段であり、出力誤差補償手段103からの出力誤差補償情報の出力と、弾性体アクチュエータ駆動型可動機構102に接続された駆動力計測手段107により計測された駆動力との差が駆動力誤差補償手段105に入力されて、駆動力の誤差を補償するような駆動力誤差補償情報を出力する。109は目標出力生成手段101が生成する出力目標値が入力される目標内部状態決定手段であり、上記出力の目標値より、弾性体アクチュエータ駆動型可動機構102の弾性体アクチュエータ1の内部状態目標値を決定する。106は駆動力誤差補償手段105から出力される駆動力誤差補償情報及び目標内部状態決定手段109から出力される出力情報の和と、内部状態計測手段108から出力される内部状態計測値の差が入力されて内部状態誤差補償情報を出力する内部状態誤差補償手段であり、内部状態誤差補償手段106からの内部状態誤差補償情報の出力情報が弾性体アクチュエータ駆動型可動機構102のそれぞれの弾性体アクチュエータ1に入力されて、それぞれの弾性体アクチュエータ1の内部状態計測値を目標値に追従させるように制御を行う。108は弾性体アクチュエータ駆動型可動機構102の各弾性体アクチュエータ1に接続される内部状態計測手段であり、各弾性体アクチュエータ11の内部圧力である内部状態計測値108を内部状態計測手段で測定して、内部状態計測値を内部状態誤差補償手段106に入力する。
を使うことができる。ただし、A、bは係数であり、図10の測定結果より求めることができる。したがって、目標圧力差計算手段26において、式(4)により目標関節角度ベクトルqdから目標圧力差ΔPdを計算して圧力差誤差補償手段15に入力することにより、定常偏差の小さい高精度な位置制御を実現することができる。
図12は本発明の第3実施形態にかかる弾性体アクチュエータ駆動型可動機構の制御装置の概念を示すブロック線図である。
(第4実施形態)
図18は、図8に示す弾性体アクチュエータ駆動型可動機構の制御装置を、図19に示すようにロボットアーム400により治具407を把持し、固定面406に垂直な方向(xc方向)に力Fで押しつける力制御を行うと同時に、固定面406に平行な方向(yc、zc方向)に位置制御を行う作業に応用した場合の制御装置の構成を具体的に示す図である。図18では、図8の具体例の一つである図11に示す制御装置と同じ構成の箇所は同じ番号を付し、以下ではその説明を省略する。また、図19において、405は手313に配置された力センサーであり、手先が発生する力ベクトルF=[Fx,Fy,Fz,Mx,My,Mz]T、すなわち、固定面406に治具407が押さえつけられる力を測定する。ただし、Fx,Fy,Fzは、それぞれ、x方向、y方向、z方向の並進力、Mx,My,Mzは、それぞれ、x軸回りの力モーメント、y軸回りの力モーメント、z軸回りの力モーメントを表している。そのほかの構造は図2に示すロボットアーム10と同様であるので詳細な説明は省略する。
図18に示す制御装置では、図11に示す制御装置と比べて、出力誤差補償手段103の構成が異なり、また、ロボットアーム400から出力として関節角度ベクトルqに加えてロボットアーム400の手先が発生する力ベクトルFが力センサ405により出力される点が異なる。
図18において、401は位置誤差抽出手段であり、位置誤差reが入力され、位置制御を行う方向(yc、zc方向)の位置誤差rexのみを抽出し、位置誤差補償手段12へと出力する。位置制御を行う方向の位置誤差の抽出は、図19中に示した座標軸xとxc、yとyc、zとzcがそれぞれ平行の場合、下記の式(5)により実行される。
402は力誤差抽出手段であり、手先が発生する力ベクトルFと、目標軌道生成手段11より出力される手先が発生する目標力ベクトルFdとの誤差である力誤差Feが入力され、力制御を行う方向(xc方向)の力誤差Fexのみを抽出し、力誤差補償手段403へと出力する。力制御を行う方向の力誤差の抽出は、図19中に示した座標軸xとxc、yとyc、zとzcがそれぞれ平行の場合、下記の式(6)により実行される。
力誤差補償手段403からは力誤差修正出力uFが力−トルク変換手段404に向けて出力される。力−トルク変換手段404では、下記の式(7)で示される式により、力誤差Feを修正するための力誤差修正トルクτFが計算され出力される。
出力誤差補償手段103からは位置誤差修正トルクτpと力誤差修正トルクτFが加算された値が出力誤差補償情報として出力される。
制御動作の基本は、位置誤差補償手段12による手先位置・姿勢誤差reのフィードバック制御(位置制御)と、力誤差補償手段403による手先が発生する力Fのフィードバック制御(力制御)を同時に実現する位置と力のハイブリッド制御である。位置誤差補償手段12として、例えば、PID補償器を使用し、力誤差補償手段403として、例えばPI補償器を使用すれば、手先位置・姿勢誤差reが0に収束するように制御が働き、かつ、手先が発生する力誤差Feが0に収束するように制御が働くため、目標とするロボットアーム400の動作が実現する。
以上のように、駆動トルク誤差補償手段25、および、圧力差誤差補償手段15を備えることにより、応答性良く、精度の高いトルクフィードバック制御が可能となるため、応答性良く、精度の高い力制御が実現する。したがって、図19に示した治具407の固定面406である壁面への押しつけ制御を様々な作業に応用することにより、例えば、窓拭き動作や、机の天面拭き動作等、実用的な作業を、安全性高く実現することが可能となる。
次に、本発明の第5実施形態として、図1に示した弾性体アクチュエータ駆動型可動機構の制御装置の他の具体的な例について、弾性体アクチュエータとして導電性高分子アクチュエータを使用する場合を例に取り、説明を行う。ロボットアーム10の詳細は、弾性体アクチュエータとして導電性高分子アクチュエータを使用する以外は第1実施形態と同様であるので詳細は省略する。
2 管状弾性体
3 変形方向規制部材
4 封止部材
5 流体通過部材
6、6−1、6−2、6−3、6−4、6−5、6−6 関節軸
8 エンコーダ(出力計測手段の一例である変位計測手段の一例)
9 圧力センサ(内部状態計測手段の一例である圧力計測手段の一例)
10 ロボットアーム
11 目標軌道生成手段
12 位置誤差補償手段
13 圧力差計算手段
15 圧力差誤差補償手段
16 空気圧源
17 空気圧調整ユニット
18 5ポート流量制御電磁弁
19 制御コンピュータ
19a メモリ
20 D/Aボード
21 順運動学計算手段
22 逆運動学計算手段
23a,23b 近似逆運動学計算手段
24 逆動力学計算手段
25 駆動トルク誤差補償手段
26 目標圧力差計算手段
27 近似逆運動学計算手段
101 目標出力生成手段
102 弾性体アクチュエータ駆動型可動機構
103 出力誤差補償手段
104 出力計測手段
105 駆動力誤差補償手段
106 内部状態誤差補償手段
107 駆動力計測手段
108 内部状態計測手段
109 目標内部状態決定手段
Claims (15)
- 弾性体アクチュエータの弾性体アクチュエータ駆動型可動機構の制御装置であって、
上記弾性体アクチュエータの駆動により変化する上記弾性体アクチュエータの内部状態を計測して上記内部状態の計測値を出力する内部状態計測手段と、
上記弾性体アクチュエータにより発生される駆動力を計測して上記駆動力の計測値を出力する駆動力計測手段と、
上記弾性体アクチュエータにより駆動される上記可動機構の出力を計測して上記出力の計測値を出力する出力計測手段と、
上記弾性体アクチュエータにより駆動される上記可動機構の上記出力の目標値と上記出力計測手段により計測された上記出力の計測値とが入力されるとともに出力誤差を補償するように出力誤差補償情報を出力する出力誤差補償手段と、
上記出力誤差補償手段からの上記出力誤差補償情報の出力及び上記駆動力計測手段からの上記駆動力の計測値の出力が入力されるとともに駆動力誤差を補償するように駆動力誤差補償情報を出力する駆動力誤差補償手段と、
上記駆動力誤差補償手段からの上記駆動力誤差補償情報の出力、及び上記内部状態計測手段からの上記内部状態の計測値の出力が入力されるとともに内部状態誤差を補償するように内部状態誤差補償情報を出力する内部状態誤差補償手段とを備えて、
上記内部状態誤差補償手段により出力された上記内部状態誤差補償情報に基づき上記弾性体アクチュエータにより駆動される上記可動機構の上記出力の計測値を上記出力の目標値とするように制御する弾性体アクチュエータ駆動型可動機構の制御装置。 - 弾性体アクチュエータの弾性体アクチュエータ駆動型可動機構の制御装置であって、
上記弾性体アクチュエータの駆動により変化する上記弾性体アクチュエータの内部状態を計測して上記内部状態の計測値を出力する内部状態計測手段と、
上記弾性体アクチュエータにより発生される駆動力を計測して上記駆動力の計測値を出力する駆動力計測手段と、
上記弾性体アクチュエータにより駆動される上記可動機構の出力を計測して上記出力の計測値を出力する出力計測手段と、
上記弾性体アクチュエータにより駆動される上記可動機構の出力の目標値と上記出力計測手段により計測された上記出力の計測値とが入力されるとともに出力誤差を補償するように出力誤差補償情報を出力する出力誤差補償手段と、
上記出力誤差補償手段からの上記出力誤差補償情報の出力及び上記駆動力計測手段からの上記駆動力の計測値の出力が入力されるとともに駆動力誤差を補償するように駆動力誤差補償情報を出力する駆動力誤差補償手段と、
上記弾性体アクチュエータの上記内部状態の目標値を決定して上記内部状態の目標値を出力する目標内部状態決定手段と、
上記駆動力誤差補償手段からの上記駆動力誤差補償情報の出力、及び上記目標内部状態決定手段からの上記内部状態の目標値の出力、及び上記内部状態計測手段からの上記内部状態の計測値の出力が入力されるとともに内部状態誤差を補償するように内部状態誤差補償情報を出力する内部状態誤差補償手段とを備えて、
上記内部状態誤差補償手段により出力された上記内部状態誤差補償情報に基づき上記弾性体アクチュエータにより駆動される上記可動機構の上記出力の計測値を上記出力の目標値とするように制御する弾性体アクチュエータ駆動型可動機構の制御装置。 - 弾性体アクチュエータの弾性体アクチュエータ駆動型可動機構の制御装置であって、
上記弾性体アクチュエータの駆動により変化する上記弾性体アクチュエータの内部状態を計測して上記内部状態の計測値を出力する内部状態計測手段と、
上記弾性体アクチュエータにより発生される駆動力を計測して上記駆動力の計測値を出力する駆動力計測手段と、
上記弾性体アクチュエータにより駆動される上記可動機構の出力を計測して上記出力の計測値を出力する出力計測手段と、
上記弾性体アクチュエータにより駆動される上記可動機構の出力の目標値と上記出力計測手段により計測された上記出力の計測値とが入力されるとともに出力誤差を補償するように出力誤差補償情報を出力する出力誤差補償手段と、
上記出力誤差補償手段からの上記出力誤差補償情報の出力及び上記駆動力計測手段からの上記駆動力の計測値の出力が入力されるとともに駆動力誤差を補償するように駆動力誤差補償情報を出力する駆動力誤差補償手段と、
上記弾性体アクチュエータの上記内部状態の目標値を決定して上記内部状態の目標値を出力する目標内部状態決定手段と、
上記目標内部状態決定手段からの上記内部状態の目標値の出力、及び上記内部状態計測手段からの上記内部状態の計測値の出力が入力されるとともに内部状態誤差を補償するように内部状態誤差補償情報を出力する内部状態誤差補償手段とを備えて、
上記内部状態誤差補償手段により出力された上記内部状態誤差補償情報及び上記駆動力誤差補償手段により補償された上記駆動力誤差補償情報に基づき上記弾性体アクチュエータにより駆動される上記可動機構の上記出力の計測値を上記出力の目標値とするように制御する弾性体アクチュエータ駆動型可動機構の制御装置。 - 上記目標内部状態決定手段は、上記出力の目標値が入力されるとともに上記内部状態の目標値を決定することを特徴とする請求項2又は3に記載の弾性体アクチュエータ駆動型可動機構の制御装置。
- 上記目標内部状態決定手段は、上記弾性体アクチュエータの上記出力と上記弾性体アクチュエータの上記内部状態との関係を多項式で近似し、上記多項式により上記弾性体アクチュエータの上記出力の目標値より上記弾性体アクチュエータの上記内部状態の目標値を計算して決定することを特徴とする請求項2又は3に記載の弾性体アクチュエータ駆動型可動機構の制御装置。
- 上記目標内部状態決定手段は、上記弾性体アクチュエータの上記出力と上記弾性体アクチュエータの上記内部状態との関係をテーブルとして記憶するメモリをさらに備え、上記テーブルにより上記弾性体アクチュエータの上記出力の目標値より上記弾性体アクチュエータの上記内部状態の目標値を決定することを特徴とする請求項2又は3に記載の弾性体アクチュエータ駆動型可動機構の制御装置。
- 上記弾性体アクチュエータは、流体圧により駆動される流体圧駆動アクチュエータであること特徴とする請求項1〜6のいずれか1つに記載の弾性体アクチュエータ駆動型可動機構の制御装置。
- 上記流体圧駆動アクチュエータは、中空弾性体と、上記中空弾性体の気密封止を行う1組の封止部材と、上記中空弾性体の中空内部に対して流体の注入あるいは注出が可能となる流体通過部材とを有する弾性膨張収縮構造体であること特徴とする請求項7に記載の弾性体アクチュエータ駆動型可動機構の制御装置。
- 上記弾性体アクチュエータの上記内部状態は流体圧力であり、上記内部状態計測手段は、上記弾性体アクチュエータの上記流体圧力を計測する圧力計測手段であること特徴とする請求項7に記載の弾性体アクチュエータ駆動型可動機構の制御装置。
- 上記弾性体アクチュエータの上記出力は上記弾性体アクチュエータの変位であり、上記出力計測手段は、上記弾性体アクチュエータの上記変位を計測する変位計測手段であること特徴とする請求項1又は2又は3に記載の弾性体アクチュエータ駆動型可動機構の制御装置。
- 上記弾性体アクチュエータの上記出力は上記弾性体アクチュエータの変位速度であり、上記出力計測手段は、上記弾性体アクチュエータの上記変位速度を計測する変位速度計測手段であることを特徴とする請求項1又は2又は3に記載の弾性体アクチュエータ駆動型可動機構の制御装置。
- 上記弾性体アクチュエータの上記出力は上記弾性体アクチュエータの力であり、上記出力計測手段は、上記弾性体アクチュエータの力を計測する力計測手段であること特徴とする請求項1又は2又は3に記載の弾性体アクチュエータ駆動型可動機構の制御装置。
- 弾性体アクチュエータの弾性体アクチュエータ駆動型可動機構の制御方法であって、
上記弾性体アクチュエータの駆動により変化する上記弾性体アクチュエータの内部状態を計測して上記内部状態の計測値を得て、
上記弾性体アクチュエータにより発生される駆動力を計測して上記駆動力の計測値を得て、
上記弾性体アクチュエータにより駆動される上記可動機構の出力を計測して上記出力の計測値を得て、
上記弾性体アクチュエータの上記出力の目標値と上記計測された上記弾性体アクチュエータの上記出力の計測値とから、出力誤差を補償するように出力誤差補償情報を得て、
上記出力誤差補償情報の出力及び上記駆動力の計測値の出力から駆動力誤差を補償するように駆動力誤差補償情報を得て、
上記駆動力誤差補償情報の出力、及び上記内部状態の計測値の出力から内部状態誤差を補償するように内部状態誤差補償情報を得て、
上記内部状態誤差補償情報に基づき上記弾性体アクチュエータにより駆動される上記可動機構の上記出力の計測値を上記出力の目標値とするように制御する弾性体アクチュエータ駆動型可動機構の制御方法。 - 弾性体アクチュエータの弾性体アクチュエータ駆動型可動機構の制御方法であって、
上記弾性体アクチュエータの駆動により変化する上記弾性体アクチュエータの内部状態を計測して上記内部状態の計測値を得て、
上記弾性体アクチュエータにより発生される駆動力を計測して上記駆動力の計測値を得て、
上記弾性体アクチュエータにより駆動される上記可動機構の出力を計測して上記出力の計測値を得て、
上記弾性体アクチュエータにより駆動される上記可動機構の出力の目標値と上記計測された上記出力の計測値とから出力誤差を補償するように出力誤差補償情報を得て、
上記出力誤差補償情報の出力及び上記駆動力の計測値の出力から駆動力誤差を補償するように駆動力誤差補償情報を得て、
上記弾性体アクチュエータの上記内部状態の目標値を決定して上記内部状態の目標値を得て、
上記駆動力誤差補償情報の出力、及び上記内部状態の目標値の出力、及び上記内部状態の計測値の出力から内部状態誤差を補償するように内部状態誤差補償情報を得て、
上記内部状態誤差補償情報に基づき上記弾性体アクチュエータにより駆動される上記可動機構の上記出力の計測値を上記出力の目標値とするように制御する弾性体アクチュエータ駆動型可動機構の制御方法。 - 弾性体アクチュエータの弾性体アクチュエータ駆動型可動機構の制御方法であって、
上記弾性体アクチュエータの駆動により変化する上記弾性体アクチュエータの内部状態を計測して上記内部状態の計測値を得て、
上記弾性体アクチュエータにより発生される駆動力を計測して上記駆動力の計測値を得て、
上記弾性体アクチュエータにより駆動される上記可動機構の出力を計測して上記出力の計測値を得て、
上記弾性体アクチュエータにより駆動される上記可動機構の出力の目標値と上記出力の計測値とから出力誤差を補償するように出力誤差補償情報を得て、
上記出力誤差補償情報の出力、及び上記駆動力の計測値の出力から駆動力誤差を補償するように駆動力誤差補償情報を得て、
上記弾性体アクチュエータの上記内部状態の目標値を決定して上記内部状態の目標値を得て、
上記内部状態の目標値の出力、及び上記内部状態の計測値の出力から内部状態誤差を補償するように内部状態誤差補償情報を得て、
上記内部状態誤差補償情報及び上記駆動力誤差補償情報に基づき上記弾性体アクチュエータにより駆動される上記可動機構の上記出力の計測値を上記出力の目標値とするように制御する弾性体アクチュエータ駆動型可動機構の制御方法。
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