JP2015099524A - 協調搬送ロボットシステム - Google Patents

協調搬送ロボットシステム Download PDF

Info

Publication number
JP2015099524A
JP2015099524A JP2013239552A JP2013239552A JP2015099524A JP 2015099524 A JP2015099524 A JP 2015099524A JP 2013239552 A JP2013239552 A JP 2013239552A JP 2013239552 A JP2013239552 A JP 2013239552A JP 2015099524 A JP2015099524 A JP 2015099524A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
robots
movement
external force
model
unit
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
Application number
JP2013239552A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6151159B2 (ja
Inventor
賀 淳一郎 大
Junichiro Oga
賀 淳一郎 大
川 秀 樹 小
Hideki Ogawa
川 秀 樹 小
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba 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 Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2013239552A priority Critical patent/JP6151159B2/ja
Priority to US14/522,973 priority patent/US9315367B2/en
Publication of JP2015099524A publication Critical patent/JP2015099524A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6151159B2 publication Critical patent/JP6151159B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66FHOISTING, LIFTING, HAULING OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD
    • B66F9/00Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes
    • B66F9/06Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes movable, with their loads, on wheels or the like, e.g. fork-lift trucks
    • B66F9/075Constructional features or details
    • B66F9/07572Propulsion arrangements
    • B66F9/07577Propulsion arrangements not supported by wheels, e.g. tracks or air cushions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66FHOISTING, LIFTING, HAULING OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD
    • B66F9/00Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes
    • B66F9/06Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes movable, with their loads, on wheels or the like, e.g. fork-lift trucks
    • B66F9/063Automatically guided
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S901/00Robots
    • Y10S901/01Mobile robot

Abstract

【課題】長尺重量物の協調搬送作業を行う。【解決手段】協調搬送ロボットシステムは、移動部および移動制御部70を備えた第1、第2ロボットと、ロボット上の位置誤差吸収機構10は、搬送物固定用天板と、天板を水平方向に回転移動させる変位量を検出する受動要素部61と、天板を水平方向に移動させる変位量を検出する能動要素部と、第1、第2位置誤差吸収機構と、受動要素部検出の変位量から外力を推定するインピーダンスモデルと、能動要素部検出の変位量により動力学モデルにて推定した外力とインピーダンスモデル62により推定された外力推定部63と、推定した外力に対し、推定外力がゼロとなる各ロボットの位置補正量を算出するコンプライアンスモデル65とにより算出された位置補正量に基づき各ロボットの移動指令を算出する移動指令算出部68とを備え、各ロボットの移動制御部70は各移動指令算出部からの移動指令に基づき移動部を制御する。【選択図】図5

Description

本発明の実施形態は、協調搬送ロボットシステムに関する。
原子力発電所の原子炉建屋など、構造が複雑で狭隘部が存在する屋内環境では、メンテナンス作業のための配管や遮蔽板、保護シートなどの長尺重量物の搬送作業が、複数の作業員により実施されている。しかし高放射線量下においては、作業員の長時間作業が許されないため、遠隔から操作されたロボットによる作業の実現が期待されている。
複数のロボットによる協調搬送作業は、移動台車に産業用垂直多関節ロボットアームを搭載し、力制御によってロボット相互に作用する反力を吸収させた第1例が知られている。この第1例においては、搬送物が剛体であればロボット間は幾何拘束されるため、ロボット間の距離の誤差をアームの可動範囲内で吸収させることができる。一方、協調搬送に関する第2例が知られている。
上記第1例で用いられる多関節型ロボットアームは多自由度であるため、位置だけでなく姿勢の誤差も吸収することができる。しかし、重量や消費電力などシステムへ与える負荷が大きくなってしまう。また、一般的に制御応答性は高くない。一方、受動要素のみで構成された機構は簡潔で軽量化が図れるが、姿勢誤差への許容量はあまり大きくない。
上記第2例では、複数の移動ロボットによる協調搬送方式について開示されている。しかし、移動ロボットが独立2輪式に限定されている上、搬送物による内力を力覚センサにより計測している。力覚センサは衝撃など大きなモーメントが作用すると故障するため、第2例による搬送方式は、重量物の搬送には不向きである。
特開2000―42958号公報
Journal of Robotics and Mechatronics, 20(3), pp.394〜402,2008."Object Handling by Coordinated Multiple Mobile Manipulators Without Force/Torque Sensors."
本実施形態は、長尺重量物の協調搬送作業を行うことのできる協調搬送ロボットシステムを提供する。
本実施形態による協調搬送ロボットシステムは、移動部および前記移動部を制御する移動制御部をそれぞれ備えた第1および第2ロボットと、前記第1および第2ロボット上にそれぞれ設けられた第1および第2位置誤差吸収機構であって、各位置誤差吸収機構は、搬送物が載置され固定される天板と、この天板を水平方向に回転移動させるとともに回転移動の変位量を検出する受動要素部と、前記天板を水平方向に並進移動させるとともに並進移動の変位量を検出する能動要素部とを備えた第1および第2位置誤差吸収機構と、前記受動要素部で検出された変位量から外力を推定するインピーダンスモデルと、前記能動要素部で検出された変位量に基づいて動力学モデルを用いて推定した外力および前記インピーダンスモデルにより推定された外力に基づいて前記第1および第2ロボットにそれぞれ作用する外力を推定する外力推定部と、前記外力推定部で推定した外力に対し、前記推定した外力がゼロとなる前記第1および第2ロボットの位置補正量を算出するコンプライアンスモデルと、前記コンプライアンスモデルによって算出された前記位置補正量に基づいて前記第1および第2ロボットの移動指令を算出する移動指令算出部と、を備え、前記第1および第2ロボットの移動制御部はそれぞれ、前記移動指令算出部によって算出された前記移動指令に基づいて前記移動部を制御する。
一実施形態による協調搬送ロボットシステムを示す斜視図。 図2(a)乃至2(d)は、位置誤差吸収機構を示す図。 ゴニオステージを示す斜視図 図4(a)乃至4(c)は、ゴニオステージの特性を説明する断面図。 協調搬送ロボットシステムの制御動作を説明するブロック図。 図6(a)、6(b)は、移動台車の各車輪を駆動するモータへの速度指令値および実際の速度値を示す波形図である。
実施形態について以下に図面を参照して説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、具体的な寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは云うまでもない。
一実施形態による協調搬送ロボットシステムを図1に示す。図1は、本実施形態の協調搬送ロボットシステムの概要を示す斜視図である。本実施形態の協調搬送ロボットシステムは、搬送物30、例えば長尺重量物を協調搬送するものであって、2台のロボット5a、5bと、位置誤差吸収機構10a、10bと、を備えている。2台のロボット5a、5bのそれぞれは、自身が移動するための移動部(例えば、独立2輪台車、全方向移動台車、または脚など)6a、6bと、この移動部6a、6bを駆動制御する移動制御部と、を備えている。位置誤差吸収機構10a、10bはそれぞれ、ロボット5a、5b上に固定され、ロボット5a、5bと搬送物30との間の位置誤差を吸収する。搬送物30は、位置誤差吸収機構10a、10bの天板上に載置および固定される。
各ロボット5a、5bと搬送物30との間の位置誤差は、並進方向において3自由度、回転方向において3自由度の計6自由度を発生する。全ての自由度に対し、モータなどのアクチュエータを用いた能動要素で位置誤差吸収機構を構成した場合、搭載したバッテリが早く消耗し、協調搬送ロボットシステムに与える負荷が大きくなってしまう。そこで、本実施形態では、可能な限り、バネ、ダンパ、スライダ等の受動要素と組み合わせることで、できるだけ協調搬送ロボットシステムへの負荷を低減させる。本実施形態の協調搬送ロボットシステムに用いられ、ロボット5a、5b上に固定される位置誤差吸収機構10a、10bの一具体例を図2(a)乃至2(d)に示す。図2(a)は位置誤差吸収機構10の上面図、図2(b)は図2(a)に示す切断線A−Aで切断した断面図、図2(c)は図2(a)に示す切断線B−Bで切断した断面図、図2(d)は図2(b)に示す切断線C−Cで切断した断面図である。
この具体例の位置誤差吸収機構10は、水平および球面の回転動作を受動要素で行い、並進移動をモータ駆動による能動要素で行うように構成されている。この位置誤差吸収機構10は、搬送物30が載置および固定される天板101を最上段に備えている。この天板101は、天板101の下方に設けられ奥行き方向(X軸方向)に移動可能な部材130によって支持される。天板101の裏面、すなわち搬送部物30が載置固定される面と反対の面の中央部に、凹みが設けられ、この凹み内に軸受102が設けられている。部材130は中央部にボス130aを有し、このボス130aに軸受102の内輪が嵌合し、軸受102の外輪が天板101に嵌合している。すなわち、天板101は部材130に対して軸受102の軸を中心にして自在に回転可能となっている。なお、ボス130aは、ボルト等によって部材130に固定されていてもよい。また、天板101の裏面側に、天板101と一体となって回転するように、歯車120が設けられている。この歯車120は、ボルトによって天板101に固定されるとともに、中央部において穴が設けられ、この穴に部材130のボス130aが貫通する。なお、この具体例においては、天板101の裏面に、天板101を軽量化するために例えば6個の凹部が設けられている。
部材130の下方にモータ104、106が固定され支持される部材140が設けられている。モータ104の回転軸の先端にピニオン105aが取り付けられ、このピニオン105aに嵌合するラック105bが、ボルトによって部材130に固定される。ピニオン105aおよびラック105bがラック/ピニオン機構105を構成する。モータ104およびラック/ピニオン機構105により部材130は部材140に対してX軸方向に移動可能となる。なお、X軸方向の移動には、部材130と、部材140との間に設けられたリニアガイド103に沿って移動する。
なおこの一具体例の位置誤差吸収機構10においては、天板101の回転位置(回転量)を検出するために、歯車120と噛み合う変位伝達歯車112が設けられ、この歯車134の中心軸が軸受を介して部材130に取り付けられる。変位伝達歯車112の中心軸の先端にポテンショメータ113が設けられている。
部材130に固定されたモータ106の回転軸の先端にピニオン108aが取り付けられ、このピニオン108aに噛み合うラック108bがボルトによって部材150に固定される。部材150は部材140の下方に設けられる。ピニオン108aおよびラック108bがラック/ピニオン機構108を構成する。モータ106およびラック/ピニオン機構108により部材150は部材140に対して図2(b)において横方向(Y軸方向)に移動可能となる。なお、Y軸方向の移動には、部材140と、部材150との間に設けられたリニアガイド107に沿って移動する。
部材150の下方に、ゴニオステージ109、110がそれぞれ2個ずつ設けられている。図3に示すように、2つのゴニオステージ109は、天板101の中心に対して対向する位置に配置され、2つのゴニオステージ110は、2つのゴニオステージ109が配置された方向と直交する方向に、天板101の中心に対して対向する位置に配置される。2つのゴニオステージ109は、図2(b)、図3に示すように、例えばボルトによって部材150に固定された断面がU字型の部材160と嵌合する。また、ゴニオステージ110は、図3に示すように、ゴニオステージ109に固定された部材170と、嵌合する。
図4(a)乃至4(c)に示すように、ゴニオステージ109、110は同一の曲率でもって円弧回転させることができる受動要素である。ゴニオステージ109は、ゴニオステージ109の上方に設けられる第1回転軸(X軸に平行な軸)の周りに部材160を円弧回転動作させ、ゴニオステージ110は、ゴニオステージ110の上方に設けられる第2回転軸(Y軸に平行な軸)の周りに部材170を円弧回転動作させる。そして第1回転軸と第2回転軸は、一点111で交わる。これにより水平面のいずれの方向の外力に対しても等方性を保ったまま、天板101を駆動することが可能である。さらにゴニオステージ109、110には初期位置からの変位量を計測するため、変位計測センサ(例えばポテンショメータ)114、115が搭載されている。
次に、本実施形態の協調搬送ロボットシステムの制御動作について図5に示す制御ブロック図を参照して説明する。以下の説明では、図1に示す2台のロボット5a、5bのうち、一方のロボット、例えばロボット5aをマスタロボットとも云い、他方のロボット5bをスレーブロボットとも云う。スレーブロボット5bは、図5に示す制御部60を備え、マスタロボット5aは制御部80を備えている。なお、マスタロボット5aが制御部60を備えていてもよい。以下の説明においては、マスタロボット5aが制御部60を備えているものとする。
制御部80は、移動指令発生部82と、移動制御部83と、オドメトリ算出部84と、を備えている。
制御部60は、受動要素変位センシング61と、インピーダンスモデル62と、外力推定部63と、コンプライアンスモデル65と、相互センシング66と、相互距離評価部67と、移動指令算出部68と、加算部69と、移動制御部70と、オドメトリ算出部71と、推定/補間部72と、他者移動制御応答性モデル73と、を備えている。制御部60および制御部80のそれぞれの構成要素の作用については、以下の制御動作の説明とともに行う。
図1に示す長尺重量物等の搬送物30をマスタロボット5aおよびスレーブロボット5bが協調搬送する場合を考える。この場合、搬送物30は、マスタロボット5a上に固定された位置誤差吸収機構10aの天板上と、スレーブロボット5b上に固定された位置誤差吸収機構10aの天板上に載置固定されている。
まず、協調搬送ロボットシステムの操作者からマスタロボット5aの移動指令部82に指令が送られる。すると、この指令に基づいて、移動指令部82から移動制御部83にマスタロボット5aを移動させるための移動指令が送られ、この移動制御部83によってマスタロボット5aの移動部6a(図1参照)が駆動制御されマスタロボット5aが動く。なお、移動指令部82は、予めプログラムされた指令を記憶しておき、この記憶された指令に基づいて、移動指令を発生してもよい。この場合、操作者からの指令は不要となる。
このように、マスタロボット5aが動くことによって、搬送物30を介してスレーブロボット5bも動き、協調搬送が行われる。
協調搬送している時に、位置誤差が発生すると、位置誤差吸収機構10のそれぞれにおいては、位置誤差吸収機構10の最も応答性の良い受動要素において変位量が発生する。この変位量が受動要素変位センシング61によって計測される。この計測した変位量により、仮想的なインピーダンスモデル62を用いて、上記変位量が発生した受動要素を有するロボットに作用した外力が外力推定部63によって推定される。インピーダンスモデル62は仮想的な慣性や粘性、弾性を仮定し、変位量に基づいて、この変位量が発生した受動要素のロボットに作用した力Δfを推定するモデルである。このインピーダンスモデルは次の式によって表される。
Δf=Mx/dt+Ddx/dt+Kdx/dt
ここで、xは変位量、dx/dtはxの時間差分、dx/dtはdx/dtの時間差分である。Mはインピーダンスモデルの仮想的な慣性、Dは仮想的な粘性、Kは仮想的な弾性を示すインピーダンスモデルパラメータ(以下、単にパラメータとも云う)である。
上記パラメータは、ロボットの位置誤差吸収機構10における受動要素のもつ動特性に強く依存するものである。したがって、既知の外力に対する受動要素の変位量の時系列変化(時間応答)から、外力に対する応答性を事前に推定することができる。外力に対する応答性に適合するインピーダンスパラメータを周波数領域において同定し、同定したパラメータをデータベースとして予め保有しておけばよい。
一方、位置誤差吸収機構10における能動要素部においても、例えば、図2(a)に示すモータ104、106に作用した電流値に基づいて外力推定部63によって外力が推定される。外力が作用しない定常状態での電流値と、外力が作用している時の電流値の差分からトルク定数をかけて、力Δfを推定する。外力推定部63ではインピーダンスモデル62を用いて推定された外力Δfと、上記力Δfとに基づいて、ロボットのリンク構造による座標変換を考慮した上でロボット全体に作用している外力Δfを推定する。
コンプライアンスモデル65では、作用している外力Δfが0になるように、ロボット全体の位置補正量を、仮想的なコンプライアンスモデル65を用いて算出する。このコンプライアンスモデル65は、インピーダンスモデル62の逆数に相当する概念であり、次の式によって表される。
Δx=(Δf−McdΔx/dt−DcdΔx/dt)/Kc
ここで、Δxは位置補正量、dΔx/dtはΔxの時間差分、dΔx/dtはdΔx/dtの時間差分である。Mはコンプライアンスモデル65の仮想的な慣性、Dは仮想的な粘性、Kは仮想的な弾性を示すコンプライアンスモデルパラメータ(以下、単にパラメータとも云う)である。
上記パラメータは、インピーダンスモデルパラメータと同様に、外力に対する応答性として事前に推定可能である。さらに同定用の信号を能動要素部に入力し、そのときの変位量の時系列変化から、搭載した搬送物30の動特性を含んだ時間応答を測定できる。これにより、搭載物の動特性の推定誤差を補償するコンプライアンスモデルパラメータを搬送作業中にオンラインで推定することができる。
算出した位置補正量に基づいて移動指令算出部68によってロボットの移動指令が算出される。このときロボット5a、5bは相互センシング(例えばレーザレンジファインダ(LRF))66などのセンサを用いて、ロボット5a、5bの相互間の距離、方向を相互センシングし、これを一定に保つような移動指令を算出する。この移動指令に基づいて移動制御部70によってロボット5a、5bが制御される。このときロボットは独立2輪台車や全方向移動台車、脚などの移動部の形態に基づいた運動学によりモータなどのアクチュエータへの指令値を算出する。
一方、センサによってロボット5a、5bの相互距離が計測できない場合は、各ロボット5a、5bの内部において指令値の時系列データより自己位置を推定する必要がある。この場合、ロボット内に設けられたオドメトリ算出部71によって移動指令の積分、移動制御部70からの位置情報、および電流のフィードバック値を用いてロボットの自己位置(オドメトリ)が推定される。これにより目標となる軌道との逸脱度(位置偏差)が相互距離評価部67によって推定され、移動指令に対して補正量が加えられる。
さらに、ロボット5a、5b間で移動指令を相互に通信するようにしてもよい。この場合、マスタロボット5aが、スレーブロボット5bから、移動指令や自己位置を受信し、推定/補間部72において通信における時間遅れや抜けを考慮する。このとき、適宜フィルタによる整形や推定処理による予想を行う。推定されたスレーブロボット5bの移動指令より、スレーブロボット5bとの相互距離を評価し、マスタロボット5aの移動指令を生成する。
また、ロボットに限らないが、指令値に対して実際の応答は遅れている。例えば図6(a)、6(b)は移動台車の各車輪を駆動するモータへの速度指令値(破線で示す)と、実際の速度値(実線で示す)を示す波形図である。図6(a)は、モータが正の角速度から負の角速度に変化した場合の波形図であり、図6(b)は、負の角速度から正の角速度に変化した場合の波形図である。この図6(a)、6(b)から追従遅れが発生しているのがわかる。実際は、路面との摩擦や、搭載荷重の慣性の影響で、さらに遅れる。
この時間遅れをモデル化し、補正量算出時に考慮することで、位置誤差の推定精度をさらに向上させることが期待できる。ロボット自身における移動指令値に対する応答値は自己移動制御応答性モデル74としてデータベースに保存しておく。ロボット自身の自己移動制御応答性モデル74は、同定用の移動指令値を予め用意し、搬送物30を搭載した試験運転を実施する。このとき、上述の同定用の移動指令値を入力し、そのときの応答信号を測定することで、搬送物30の動特性を考慮した自己移動制御応答性モデル74を同定することができる。
また相手ロボットとの通信により取得した移動指令値と自己位置の時系列データから他者移動制御応答性モデル73としてデータベースに保存しておく。応答性モデルとしては、簡易的なものとしては次の式で表される1次遅れモデルなどを用いてよい。
y(t)=1−exp(−x(t)/T)
ここでx(t)は移動指令値の時系列データ、y(t)は実際の速度の時系列データ、Tは時定数である。観測された指令値と実際の値から時定数Tを同定し、データベースに保存しておく。あるいは、インピーダンスモデルやコンプライアンスモデルと同様に,2次系モデルを仮定してもよい。ラプラス領域の変数sを用いた伝達関数形式で表現した時の2次系モデルGは
G=1/(Ms+Ds+K)
で表される。ここでM、D、Kは2次系の応答モデルのパラメータである。
自己移動制御応答性モデル74や他者移動制御応答性モデル73の同定のための演算は、ロボットに搭載した計算機に限ったものではない。移動指令値と応答信号の時系列データを通信により外部の計算機に送信し、外部の計算機内で同定のための演算を実施する。演算の結果得られたパラメータをロボットに送信し、応答性モデル68、73内で利用すればよい。
以上説明したように、本実施形態によれば、長尺重量物の協調搬送作業を行うことができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
5a、5b ロボット
6a、6b 移動部
10,10a、10b 位置誤差吸収機構
101 天板
102 ベアリング
103 リニアガイド(X軸)
104 モータ(X軸)
105 ラックピニオン機構(X軸)
105a ピニオン
105b ラック
106 モータ(Y軸)
107 リニアガイド(Y軸)
108 ラックピニオン機構(Y軸)
108a ピニオン
108b ラック
109 ゴニオステージ(X軸回転)
110 ゴニオステージ(Y軸回転)
111 ゴニオステージ回転中心
112 変位伝達歯車
113 変位計測センサ(Z軸回転)
114 変位計測センサ(X軸回転)
115 変位計測センサ(Y軸回転)
120 歯車
130 部材
130a ボス
140 部材
150 部材
160 部材

Claims (6)

  1. 移動部および前記移動部を制御する移動制御部をそれぞれ備えた第1および第2ロボットと、
    前記第1および第2ロボット上にそれぞれ設けられた第1および第2位置誤差吸収機構であって、各位置誤差吸収機構は、搬送物が載置され固定される天板と、この天板を水平方向に回転移動させるとともに回転移動の変位量を検出する受動要素部と、前記天板を水平方向に並進移動させるとともに並進移動の変位量を検出する能動要素部とを備えた第1および第2位置誤差吸収機構と、
    前記受動要素部で検出された変位量から外力を推定するインピーダンスモデルと、
    前記能動要素部で検出された変位量に基づいて動力学モデルを用いて推定した外力および前記インピーダンスモデルにより推定された外力に基づいて前記第1および第2ロボットにそれぞれ作用する外力を推定する外力推定部と、
    前記外力推定部で推定した外力に対し、前記推定した外力がゼロとなる前記第1および第2ロボットの位置補正量を算出するコンプライアンスモデルと、
    前記コンプライアンスモデルによって算出された前記位置補正量に基づいて前記第1および第2ロボットの移動指令を算出する移動指令算出部と、
    を備え、前記第1および第2ロボットの移動制御部はそれぞれ、前記移動指令算出部によって算出された前記移動指令に基づいて前記移動部を制御する協調搬送ロボットシステム。
  2. 前記第1および第2ロボット間の距離および方向を計測する相互センシング部と、
    前記第1および第2ロボットの移動制御量の積分値および前記移動制御部からの位置情報に基づいて自己位置を推定および算出するオドメトリ算出部と、
    前記オドメトリ算出部によって算出された自己位置と、前記相互センシング部によって算出された前記第1および第2ロボット間の距離および方向とに基づいて前記第1および第2ロボット間の相互距離を推定する相互距離評価部と、
    を備え、
    前記移動指令算出部は、前記位置補正量と、前記相互距離評価部で推定された相互距離とに基づいて前記第1および第2ロボットの移動指令を算出する請求項1記載の協調搬送ロボットシステム。
  3. 前記移動指令と前記第1および第2ロボットの実際の移動量から応答性を近似する移動制御応答性モデルを更に備え、
    前記移動指令算出部は、前記移動制御応答性モデルで算出された移動量の予測値を用いて前記移動指令を修正する請求項1または2記載の協調搬送ロボットシステム。
  4. 前記移動制御応答性モデルは、前記第1および第2ロボット自身の自己移動制御応答性モデルであり、前記自己移動制御応答性モデルは、前記搬送物を搭載し同定用の移動指令値を前記第1および第2ロボットのうちの一方に与えたときの応答信号を測定することによって得られる請求項1乃至3のいずれかに記載の協調搬送ロボットシステム。
  5. 前記移動制御応答性モデルは、前記第1および第2ロボットのうちの一方のロボットに対する他方のロボットの他者移動制御応答性モデルであり、前記他者移動制御応答性モデルは、前記他方のロボットの移動指令値および前記一方のロボットの自己位置の時系列データから求められる請求項1乃至3のいずれかに記載の協調搬送ロボットシステム。
  6. 前記位置誤差吸収機構は、
    前記天板の下方に設けられた第1部材と、
    前記天板に対して前記天板の中心の周りに前記第1部材を回転可能にする第1回転機構と、
    前記第1部材の下方に設けられた第2部材と、
    前記第2部材の下方に設けられた第3部材と、
    前記第2部材に対して前記第1部材を水平方向において第1方向に並進移動させる第1並進移動機構と、
    前記第2部材に対して前記第3部材を水平方向において前記第1方向に直交する第2方向に並進移動させる第2並進移動機構と、
    前記第3部材に固定された第4部材と、
    前記第4部材と嵌合し対向配置された一組の第1ゴニオステージであって、上方に設けられた第1回転軸の周りに前記第4部材を円弧回転させる一組の第1ゴニオステージと、
    前記一組の第1ゴニオステージに固定された第5部材と、
    前記位置誤差吸収機構が設けられたロボット上に設けられ、前記第5部材と嵌合し、前記一組の第1ゴニオステージが配置された方向と直交する方向に対向配置された一組の第2ゴニオステージであって、上方に設けられ前記第1回転軸と一点が交わる第2回転軸の周りに前記第5部材を円弧回転させる一組の第2ゴニオステージと、
    を備えている請求項1乃至5のいずれかに記載の協調搬送ロボットシステム。
JP2013239552A 2013-11-20 2013-11-20 協調搬送ロボットシステム Active JP6151159B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013239552A JP6151159B2 (ja) 2013-11-20 2013-11-20 協調搬送ロボットシステム
US14/522,973 US9315367B2 (en) 2013-11-20 2014-10-24 Coordinated transport robot system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013239552A JP6151159B2 (ja) 2013-11-20 2013-11-20 協調搬送ロボットシステム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015099524A true JP2015099524A (ja) 2015-05-28
JP6151159B2 JP6151159B2 (ja) 2017-06-21

Family

ID=53174110

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013239552A Active JP6151159B2 (ja) 2013-11-20 2013-11-20 協調搬送ロボットシステム

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9315367B2 (ja)
JP (1) JP6151159B2 (ja)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105312632A (zh) * 2014-08-05 2016-02-10 发那科株式会社 将工具按压至工件来进行作业的机器人的控制装置
CN107965633A (zh) * 2017-11-21 2018-04-27 中广核检测技术有限公司 核电矩形变截面管道内部自动化探伤系统
WO2019193811A1 (ja) * 2018-04-03 2019-10-10 ソニー株式会社 制御装置、制御方法、および、プログラム
WO2020022479A1 (ja) * 2018-07-27 2020-01-30 日本電気株式会社 搬送ロボット、搬送システム、及び搬送方法
WO2020054610A1 (ja) * 2018-09-10 2020-03-19 日本電産シンポ株式会社 搬送システム
JPWO2021065285A1 (ja) * 2019-09-30 2021-04-08
US11762389B2 (en) 2018-09-10 2023-09-19 Nec Corporation Transport system, transport robot, control apparatus, control method, and program
JP7449656B2 (ja) 2018-09-07 2024-03-14 ザ・ボーイング・カンパニー 移動式固定装置及び方法

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NO2966067T3 (ja) * 2013-08-12 2018-03-24
JP6151159B2 (ja) * 2013-11-20 2017-06-21 株式会社東芝 協調搬送ロボットシステム
US20180099846A1 (en) 2015-03-06 2018-04-12 Wal-Mart Stores, Inc. Method and apparatus for transporting a plurality of stacked motorized transport units
WO2016142794A1 (en) 2015-03-06 2016-09-15 Wal-Mart Stores, Inc Item monitoring system and method
US9908760B2 (en) 2015-03-06 2018-03-06 Wal-Mart Stores, Inc. Shopping facility assistance systems, devices and methods to drive movable item containers
EP3302894B1 (de) * 2015-06-05 2023-04-26 Thomas Buck Robotergestütztes transportieren eines verfahrbaren gegenstands
US9878448B2 (en) * 2015-11-02 2018-01-30 Daegu Gyeongbuk Institute Of Science And Technology Omnidirectional moving robot device, and system and method for object conveyance using the same
CA2961938A1 (en) 2016-04-01 2017-10-01 Wal-Mart Stores, Inc. Systems and methods for moving pallets via unmanned motorized unit-guided forklifts
CN106957036B (zh) * 2017-03-31 2020-08-21 中国核工业二三建设有限公司 核电站模块翻转装置
CN109129389A (zh) * 2017-06-27 2019-01-04 京东方科技集团股份有限公司 一种机器人及其拼接方法、机器人拼接系统
US10912981B1 (en) * 2018-01-17 2021-02-09 AI Incorporated Tennis playing robotic device
CN108500949A (zh) * 2018-06-06 2018-09-07 北京极智嘉科技有限公司 具有多个承接装置的移动机器人
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
DE102020212464A1 (de) 2020-10-01 2022-04-07 Volkswagen Aktiengesellschaft Modulares Robotersystem zum Transportieren eines Objektes und Verfahren zum Transportieren eines Objektes
CN112394732B (zh) * 2020-11-20 2022-08-02 西北工业大学 一种适用于机器人集群协同搬运的接触力动态分配方法
CN113247139B (zh) * 2021-04-21 2022-10-04 中国化学工程第三建设有限公司 一种超大型装配式组合模块运输装置
CN114310926B (zh) * 2021-11-29 2023-08-11 中建八局第一建设有限公司 一种顶板放线机器人
DE102022002372B3 (de) 2022-06-30 2023-03-16 Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg Verfahren zum Transportieren eines Gegenstandes

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000042958A (ja) * 1998-07-24 2000-02-15 Fuji Electric Co Ltd 移動ロボットによる協調搬送方式
US20070140821A1 (en) * 2005-12-19 2007-06-21 Betzalel Robotics, Llc Autonomous load/unload robot
JP2011216007A (ja) * 2010-04-01 2011-10-27 Gen Inc 搬送台車システム

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0310780A (ja) * 1989-06-05 1991-01-18 Mitsubishi Electric Corp 産業用ロボツト装置
SE527525C2 (sv) * 2003-12-22 2006-04-04 Abb As Styranordning, metod och styrsystem för start eller stop av en nästkommande arbetsuppgift hos en robot
JP2006070928A (ja) 2004-08-31 2006-03-16 Nikon Corp 防振装置の制御方法及び露光方法
JP2006181674A (ja) 2004-12-27 2006-07-13 Honda Motor Co Ltd シート部材の組付け方法
JP4877520B2 (ja) 2007-06-26 2012-02-15 株式会社Ihi 搬送ロボットとその動作制御方法並びに協調搬送システム及び方法
US8687764B2 (en) * 2010-04-14 2014-04-01 Uday S. Roy Robotic sensor
US20130245823A1 (en) * 2012-03-19 2013-09-19 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Robot system, robot hand, and robot system operating method
US9382003B2 (en) * 2013-03-24 2016-07-05 Bee Robotics Corporation Aerial farm robot system for crop dusting, planting, fertilizing and other field jobs
JP6151159B2 (ja) * 2013-11-20 2017-06-21 株式会社東芝 協調搬送ロボットシステム

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000042958A (ja) * 1998-07-24 2000-02-15 Fuji Electric Co Ltd 移動ロボットによる協調搬送方式
US20070140821A1 (en) * 2005-12-19 2007-06-21 Betzalel Robotics, Llc Autonomous load/unload robot
JP2011216007A (ja) * 2010-04-01 2011-10-27 Gen Inc 搬送台車システム

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105312632A (zh) * 2014-08-05 2016-02-10 发那科株式会社 将工具按压至工件来进行作业的机器人的控制装置
JP2016036858A (ja) * 2014-08-05 2016-03-22 ファナック株式会社 ツールをワークに押付けて作業を行うロボットの制御装置
CN105312632B (zh) * 2014-08-05 2017-04-12 发那科株式会社 将工具按压至工件来进行作业的机器人的控制装置
US9895806B2 (en) 2014-08-05 2018-02-20 Fanuc Corporation Control device for robot that performs work by pressing tool against workpiece
CN107965633A (zh) * 2017-11-21 2018-04-27 中广核检测技术有限公司 核电矩形变截面管道内部自动化探伤系统
CN107965633B (zh) * 2017-11-21 2019-06-25 中广核检测技术有限公司 核电矩形变截面管道内部自动化探伤系统
WO2019193811A1 (ja) * 2018-04-03 2019-10-10 ソニー株式会社 制御装置、制御方法、および、プログラム
WO2020022479A1 (ja) * 2018-07-27 2020-01-30 日本電気株式会社 搬送ロボット、搬送システム、及び搬送方法
JP7449656B2 (ja) 2018-09-07 2024-03-14 ザ・ボーイング・カンパニー 移動式固定装置及び方法
WO2020054610A1 (ja) * 2018-09-10 2020-03-19 日本電産シンポ株式会社 搬送システム
US11762389B2 (en) 2018-09-10 2023-09-19 Nec Corporation Transport system, transport robot, control apparatus, control method, and program
JPWO2021065285A1 (ja) * 2019-09-30 2021-04-08
WO2021065285A1 (ja) * 2019-09-30 2021-04-08 日本電気株式会社 搬送制御方法、搬送装置、及び搬送制御システム

Also Published As

Publication number Publication date
US9315367B2 (en) 2016-04-19
US20150142249A1 (en) 2015-05-21
JP6151159B2 (ja) 2017-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6151159B2 (ja) 協調搬送ロボットシステム
US10688659B2 (en) Robot
US8249746B2 (en) Method and device to regulate an automated manipulator
US9889566B2 (en) Systems and methods for control of robotic manipulation
CN109848983A (zh) 一种高顺应性人引导机器人协同作业的方法
US9662790B2 (en) Robot controller and robot system for moving robot in response to force
US20220105628A1 (en) Obtaining the gear stiffness of a robot joint gear of a robot arm
JP2015529163A (ja) 冗長自由度を伴うロボットマニピュレータの制約
CN108098799A (zh) 机器人控制设备、机器人控制方法和拾取设备
Vick et al. Safe physical human-robot interaction with industrial dual-arm robots
CN111656297B (zh) 机器人的运动控制方法、机器人及机器人运动控制系统
JP7381595B2 (ja) マルチボディコントローラおよびロボット
Kaliński et al. Optimal control of 2-wheeled mobile robot at energy performance index
JP2019181611A (ja) ロボットの制御装置
US20230117928A1 (en) Nonlinear trajectory optimization for robotic devices
Galicki Two-stage constrained control of mobile manipulators
JP2013094935A (ja) ロボットアーム装置
Konara et al. Design and analysis of an autonomously guided vehicle to minimize the impact of COVID-19
JP5904445B2 (ja) ロボット用制御装置
Vezvari et al. Perfect torque compensation of planar 5R parallel robot in point-to-point motions, optimal control approach
Mazur et al. Following 3D paths by a manipulator
Zhang et al. A study of flexible force control method on robotic assembly for spacecraft
Singh et al. Dynamic Modellingand Control of a 3-DOF Planar Parallel Robotic (XYθZ Motion) Platform
Belda et al. Control principles of autonomous mobile robots used in cyber-physical factories
Crivelli et al. An all-in-one robotic platform for hybrid manufacturing of large volume parts

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160830

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170425

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170428

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170524

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6151159

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151