JP2013094947A - ロボットアーム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ロボットアーム1がエンドエフェクタX1を介して対象物から受ける反力f1及びモーメントM1による台座X2の姿勢変化を補償するように、第2目標姿勢θ2_cmdが第2補償姿勢により補正される。特に、第2補償姿勢の1つである第2たわみ補償姿勢θ2_mがフィードフォワード項として第2目標姿勢θ2_cmdに合成される。
【選択図】 図4
Description
前記制御装置が、前記第2目標モーメントと、前記第2力測定器により測定された前記第2モーメントとの偏差に第2コンプライアンス補償係数を乗じることにより第2コンプライアンス補償姿勢を設定し、前記第2コンプライアンス補償姿勢を前記第2たわみ補償姿勢とともに前記第2補償姿勢として前記第2目標姿勢に対して合成することにより前記第2目標姿勢を補正するように構成されていることを特徴とする。
前記制御装置が、前記第2力測定器により測定された前記第2モーメントと、前記第2姿勢測定器により測定された前記第2姿勢とに基づき、前記台座が接している床面の傾きを推定し、前記推定された床面の傾きを、前記第2コンプライアンス補償姿勢及び前記第2たわみ補償姿勢を含む前記第2補償姿勢とともに前記第2目標姿勢に対して合成することにより前記第2目標姿勢を補正するように構成されていることを特徴とする。
図1に示されている本発明の一実施形態としてのロボットアーム1は、複数の関節機構と、当該複数の関節機構を介して連結されている複数のリンク部材とを備えている。
ロボットアーム1は、図2に示されている制御装置2を備えている。制御装置2は、プログラマブルコンピュータにより構成されている。制御装置2には、遠隔操作装置からアーム1の目標運動(正確には目標運動を定める運動状態量)が入力される。制御装置2には、そのほか、第1の6軸力センサF1、第2の6軸力センサF2、第1のジャイロセンサG1及び第2のジャイロセンサG2に加えて、関節角度センサSiから出力された信号が入力される。
前記構成の制御装置2により実行されるロボットアーム1の制御処理に際して図4に示されているモデルが用いられる。このモデルにおいては、エンドエフェクタX1が弾性要素X0の弾性に由来してその姿勢が変化するものとして取り扱われ、これと同様に台座X2が仮想的な弾性要素の弾性に由来してその姿勢が変化するものとして取り扱われる。なお、台座X2と床面との間にゴムブッシュ等の弾性要素が介装されている場合も、このモデルが適用される。
Claims (6)
- 先端部が弾性要素を介してエンドエフェクタに連結され、後端部が台座に連結されているロボットアームであって、
前記エンドエフェクタの姿勢である第1姿勢を第1目標姿勢に一致させ、かつ、前記台座の姿勢である第2姿勢を第2目標姿勢に一致させるように前記ロボットアームの動作を制御するように構成されている制御装置を備え、
前記制御装置が、少なくとも前記ロボットアームが対象物から前記エンドエフェクタを介して受ける反力に応じた前記弾性要素の変形を補償するための第1たわみ補償姿勢を少なくとも含む第1補償姿勢を設定し、前記第1目標姿勢に対して前記第1補償姿勢を合成することにより前記第1目標姿勢を補正し、かつ、
少なくとも前記反力に応じた前記台座の姿勢変化を補償するための第2補償姿勢を設定し、前記第2目標姿勢に対して前記第2補償姿勢を合成することにより前記第2目標姿勢を補正するように構成されていることを特徴とするロボットアーム。 - 請求項1記載のロボットアームにおいて、
前記制御装置が、前記反力と釣り合うような、前記台座を介して前記ロボットアームに作用するモーメントを第2目標モーメントとして設定し、前記第2目標モーメントに対して第2たわみ補償係数を乗じることにより第2たわみ補償姿勢を前記第2補償姿勢として設定するように構成されていることを特徴とするロボットアーム。 - 請求項2記載のロボットアームにおいて、
前記台座を介して前記ロボットアームに作用するモーメントを第2モーメントとして測定する第2力測定器を備え、
前記制御装置が、前記第2目標モーメントと、前記第2力測定器により測定された前記第2モーメントとの偏差に第2コンプライアンス補償係数を乗じることにより第2コンプライアンス補償姿勢を設定し、前記第2コンプライアンス補償姿勢を前記第2たわみ補償姿勢とともに前記第2補償姿勢として前記第2目標姿勢に対して合成することにより前記第2目標姿勢を補正するように構成されていることを特徴とするロボットアーム。 - 請求項3記載のロボットアームにおいて、
前記第2姿勢を測定する第2姿勢測定器を備え、
前記制御装置が、前記第2力測定器により測定された前記第2モーメントと、前記第2姿勢測定器により測定された前記第2姿勢とに基づき、前記台座が接している床面の傾きを推定し、前記推定された床面の傾きを、前記第2コンプライアンス補償姿勢及び前記第2たわみ補償姿勢を含む前記第2補償姿勢とともに前記第2目標姿勢に対して合成することにより前記第2目標姿勢を補正するように構成されていることを特徴とするロボットアーム。 - 請求項4記載のロボットアームにおいて、
前記制御装置が、前記第2姿勢測定器により測定された前記台座の姿勢に基づいて前記ロボットアームの重心位置を推定し、前記ロボットアームの目標重心位置と、前記推定された前記ロボットアームの重心位置との偏差に傾斜補償係数を乗じることにより、当該偏差を補償するための第2傾斜補償モーメントを設定し、前記第2目標モーメントに対して前記第2傾斜補償モーメントを合成することにより前記第2目標モーメントを補正するように構成されていることを特徴とするロボットアーム。 - 請求項1〜5のうちいずれか1つに記載のロボットアームにおいて、
前記制御装置が、前記台座に設けられている力検出器の出力信号に基づいて前記反力を検出するように構成されていることを特徴とするロボットアーム。
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