JP2015120230A - Robot hand - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ロボットハンドに関し、特に、可動部にエンコーダを備えたロボットハンドに関する。 The present invention relates to a robot hand, and more particularly to a robot hand having an encoder in a movable part.
特開平1−253610号公報(特許文献1)には、産業用ロボットの可動部の回転状態を検出するエンコーダ装置が開示されている。このエンコータ装置は、可動部と一体的に回転する円盤と、円盤の近傍に設けられた光センサと、制御部とを備える。円盤には、円盤の回転方向に沿って延びる2つの相が径方向に並べて配置される。外径側の相には、光センサによって検出される複数の第1スリットが等間隔で配列される。内径側の相には、光センサによって検出される複数の第2スリットが異なる間隔で配列される。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-253610 (Patent Document 1) discloses an encoder device that detects the rotational state of a movable part of an industrial robot. This encoder apparatus includes a disk that rotates integrally with the movable part, an optical sensor provided in the vicinity of the disk, and a controller. In the disk, two phases extending along the rotation direction of the disk are arranged side by side in the radial direction. In the phase on the outer diameter side, a plurality of first slits detected by the optical sensor are arranged at equal intervals. In the phase on the inner diameter side, a plurality of second slits detected by the optical sensor are arranged at different intervals.
制御部は、第1スリットの検出数に基づいて可動部の回転量を算出する。制御部は、仮に作業中に停電し、その後停電が復旧すると、可動部を一定方向に回転し、複数の第2スリットのうちいずれかの第2スリットが最初に検出されてから別の第2スリットが次に検出されるまでの可動部の回転量(第1スリットの検出数)に基づいて可動部の絶対位置を推定する。 The control unit calculates the amount of rotation of the movable unit based on the number of detected first slits. If a power failure occurs during the work, and then the power failure is restored, the control unit rotates the movable unit in a fixed direction, and another second slit is detected after any one of the plurality of second slits is first detected. The absolute position of the movable part is estimated based on the amount of rotation of the movable part until the next slit is detected (the number of detections of the first slit).
特許文献1に開示された技術を用いて停電復旧後の可動部の絶対位置を推定するためには、少なくとも2つの第2スリットが検出されるまで、モータを一定方向に回転し続けなければならない。
In order to estimate the absolute position of the movable part after power failure recovery using the technique disclosed in
しかしながら、可動部の回動可能範囲が物理的に制限されているようなロボットハンドにおいては、停電時の可動部の姿勢によっては、2つめの第2スリットが検出される前に可動部が回動可能端まで回動されてしまい、可動部の絶対位置を推定することができなくなるおそれがある。 However, in a robot hand in which the movable range of the movable portion is physically limited, the movable portion rotates before the second second slit is detected depending on the posture of the movable portion during a power failure. There is a possibility that the absolute position of the movable part cannot be estimated due to the rotation to the movable end.
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、可動部を回動させるためのモータの回転状態を検出するエンコーダを有するロボットハンドにおいて、可動部を回動可能端まで回転させることなく可動部の絶対位置を推定可能とすることである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to rotate a movable portion in a robot hand having an encoder that detects a rotation state of a motor for rotating the movable portion. It is possible to estimate the absolute position of the movable part without rotating it to the possible end.
(1) この発明に係るロボットハンドは、回動可能な可動部を有するロボットハンドであって、可動部を回動させるための回転軸を有するモータと、モータの回転軸と一体的に回転する円盤部を有し円盤部の回転量を光学的に検出可能なエンコーダと、エンコーダの出力に基づいてモータを制御する制御装置とを備える。円盤部には、原点位置であることを示す少なくとも3つ以上の原点スリットが円盤部の回転方向に沿って異なる間隔で配列される。制御装置は、可動部の絶対位置推定時に、モータを予め決められた方向に回転させ、原点スリットのいずれかが最初に検出されるとモータの回転方向を反転させ、モータの回転方向を反転させてから別の原点スリットのいずれかが次に検出されるまでの円盤部の回転量に基づいて可動部の絶対位置を推定する。 (1) A robot hand according to the present invention is a robot hand having a rotatable movable part, and rotates integrally with a motor having a rotation shaft for rotating the movable part and the rotation axis of the motor. An encoder having a disk part and capable of optically detecting the amount of rotation of the disk part, and a control device for controlling the motor based on the output of the encoder. In the disk part, at least three or more origin slits indicating the origin position are arranged at different intervals along the rotation direction of the disk part. When the absolute position of the movable part is estimated, the control device rotates the motor in a predetermined direction. When any of the origin slits is detected for the first time, the control device reverses the motor rotation direction and reverses the motor rotation direction. The absolute position of the movable part is estimated based on the amount of rotation of the disk part until one of the other origin slits is detected next.
このような構成によれば、制御装置は、円盤部に異なる間隔で配列される3つ以上の原点スリットのいずれかが最初に検出されてから別の原点スリットのいずれかが次に検出されるまでの円盤部の回転量に基づいて可動部の絶対位置を推定する。この際、制御装置は、原点スリットが最初に検出されるまではモータを予め決められた方向に回転させ、原点スリットが最初に検出された後はモータの回転方向を反転させる。これにより、2つの原点スリットが検出されるまでモータを予め決められた方向に回転し続ける場合に比べて、可動部を同一方向へ回動させる量を低減することができる。そのため、可動部の絶対位置を推定する際に、可動部を回動可能端まで回動してしまうことを抑制することができる。 According to such a configuration, the control device first detects one of three or more origin slits arranged at different intervals in the disk portion, and then detects one of the other origin slits. The absolute position of the movable part is estimated on the basis of the amount of rotation of the disk part until. At this time, the control device rotates the motor in a predetermined direction until the origin slit is first detected, and reverses the rotation direction of the motor after the origin slit is first detected. Thereby, compared with the case where the motor continues to rotate in a predetermined direction until two origin slits are detected, the amount by which the movable part is rotated in the same direction can be reduced. Therefore, when estimating the absolute position of the movable part, it is possible to prevent the movable part from rotating to the rotatable end.
(2) 好ましくは、モータの回転可能範囲は、可動部の回動が物理的に規制されることに伴って第1規制位置と第2規制位置との間の範囲に制限される。制御装置は、可動部の通常制御時にモータを制御する際、第1規制位置よりも内側の第1制御位置と、第2規制位置よりも内側の第2制御位置との間の制御範囲を使用し、可動部の絶対位置推定時にモータを制御する際、第1規制位置と第2規制位置との間の回転可能範囲を使用する。原点スリットの少なくとも2つは、第1規制位置と第1制御位置との間の範囲および第2規制位置と第2制御位置との間の範囲にそれぞれ配置される。 (2) Preferably, the rotatable range of the motor is limited to a range between the first restriction position and the second restriction position as the rotation of the movable portion is physically restricted. When controlling the motor during normal control of the movable part, the control device uses a control range between the first control position inside the first restriction position and the second control position inside the second restriction position. And when controlling a motor at the time of absolute position estimation of a movable part, the rotatable range between the 1st regulation position and the 2nd regulation position is used. At least two of the origin slits are respectively disposed in a range between the first restriction position and the first control position and in a range between the second restriction position and the second control position.
このような構成によれば、モータを第1規制位置あるいは第2規制位置まで回転させることなく、可動部の絶対位置を推定することができる。そのため、可動部の絶対位置を推定する際に、可動部が回動可能端まで回動してしまうことを的確に抑制することができる。 According to such a configuration, the absolute position of the movable part can be estimated without rotating the motor to the first restriction position or the second restriction position. Therefore, when the absolute position of the movable part is estimated, it is possible to accurately suppress the movable part from rotating to the rotatable end.
(3) 好ましくは、モータの制御範囲には、使用頻度が所定値よりも高い高使用領域と、使用頻度が所定値よりも低い低使用領域とが含まれる。高使用領域内における原点スリットの数または密度は、低使用領域内における原点スリットの数または密度よりも多い。 (3) Preferably, the control range of the motor includes a high usage area where the usage frequency is higher than a predetermined value and a low usage area where the usage frequency is lower than the predetermined value. The number or density of origin slits in the high use area is greater than the number or density of origin slits in the low use area.
このような構成によれば、使用頻度の高い領域において、可動部の絶対位置を推定するのに要するモータの回転量を低減することができる。 According to such a configuration, it is possible to reduce the amount of rotation of the motor required to estimate the absolute position of the movable part in the frequently used region.
この発明によれば、可動部を回動可能端まで回転させることなく可動部の絶対位置を推定することができる。 According to this invention, the absolute position of the movable part can be estimated without rotating the movable part to the rotatable end.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.
図1は、本実施の形態によるロボットハンド1の構成を模式的に示す図である。なお、図1に示すロボットハンド1の構成は、あくまで例示であってこれに限定されるものではない。
FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a
ロボットハンド1は、対象物を把持するためのハンド部10と、ハンド部10の動きを制御する電子制御装置(Electronic Control Unit、以下「ECU」という)100とを含む。
The
ハンド部10は、2本の指部20と、2本の指部20が所定距離を隔てて支持されるベース部30とを含む。なお、本実施の形態では、指部20の本数を2本とする例を説明するが、指部の本数は2本に限定されるものではなく、3本以上であってもよいし1本であってもよい。
The
各指部20は、指先部21と、関節部22と、指元部23とを含む。指元部23の一端はベース部30に接続され、指元部23の他端は関節部22を介して指先部21に接続される。なお、本実施の形態では、指部20の関節数(関節部22の数)を1つとしているが、指部の関節数は1つに限定されるものではなく、2つ以上としてもよい。
Each
関節部22は、指先部21と指元部23との間に設けられ、指先部21を指元部23に対して可動方向αに回動可能に支持する。なお、以下では、指先部21が対象物を把持する方向を「閉じ方向α1」ともいい、指先部21が対象物を放す方向を「開き方向α2」ともいう。
The
関節部22は、指先部21を可動方向αに回動させるためのモータ(たとえば超音波モータ)50と、モータ50の回転状態を検出するインクリメンタルエンコーダ(以下、単に「エンコーダ」という)40とを含んで構成される。
The
ECU100は、指部20を用いて対象物を把持したい場合、各指先部21を閉じ方向α1に回動させて対象物を把持するように各指部20のモータ50を制御する。また、ECU100は、指部20が把持している対象物を放したい場合、各指先部21を開き方向α2に回動させて対象物を放すように各指部20のモータ50を制御する。
The ECU 100 controls the
ECU100は、エンコーダ40の検出結果に基づいてモータ50の回転状態を把握し、その把握結果を用いてモータ50に対する指令信号を生成する。
図2は、エンコーダ40の内部構成を模式的に示す図である。なお、図2にはエンコーダ40が透過型エンコーダである場合を例示しているが、エンコーダ40は透過型エンコーダに限定されず反射型エンコーダであってもよい。
FIG. 2 is a diagram schematically showing the internal configuration of the
エンコーダ40は、モータ50の回転軸41に接続された円盤状のホイールディスク42(以下、単に「ディスク42」という)と、ディスク42に近接する位置に配置された光センサ(発光素子44A,44B,44Cおよび受光素子45A,45B,45C)とを備える。
The
ディスク42は、モータ50の回転軸41に接続されているのでモータ50と一体的に回転する。
Since the
発光素子44A,44B,44Cは、図2に示すように、ディスク42を挟んで、受光素子45A,45B,45Cにそれぞれ対向する位置に配置される。
As shown in FIG. 2, the
後述の図3に示すように、ディスク42には、ディスク42の回転方向に沿って延びる3つの相(A相、B相、Z相)が径方向に並べて配置される。最も外径側のA相には、受光素子45Aの検出対象である複数のA相スリット43Aが等間隔で配列される。A相よりも内径側のB相には、受光素子45Bの検出対象である複数のB相スリット43Bが等間隔で配列される。
As shown in FIG. 3 to be described later, on the
また、後述の図3に示すように、B相よりも内径側のZ相には、受光素子45Zの検出対象である3つのZ相スリット43Zが異なる間隔で配列される。Z相スリット43Zは、原点位置であることを示す信号を発生するためのスリットであるため、以下では「原点スリット」とも称する。なお、A相、B相、Z相は必ずしも径方向に並べて別々に形成されるものに限定されず、たとえば、A相、B相、Z相が一体化されたものであってもよい。
Further, as shown in FIG. 3 described later, three Z-
発光素子44A,44B,44Zの発生する光が各相スリット43A,43B,43Zをそれぞれ通過して受光素子45A,45B,45Zにそれぞれ受光されると、受光素子45A,45B,45Zは電気信号を発生する。したがって、ディスク42が回転軸41を中心に回転すると、受光素子45Aは、発光素子44Aと受光素子45Aとの間を通過するA相スリット43Aの数と同数の電気パルス信号(以下「A相パルス信号」ともいう)を発生する。同様に、受光素子45Bは、発光素子44Bと受光素子45Bとの間を通過するB相スリット43Bの数と同数の電気パルス信号(以下「B相パルス信号」ともいう)を発生する。受光素子45Zは、発光素子44Zと受光素子45Zとの間を通過するZ相スリット43Zの数と同数の電気パルス信号(以下「Z相パルス信号」あるいは「原点信号」ともいう)を発生する。
When light generated by the
図3は、ディスク42を回転軸41側から見た図である。A相スリット43AおよびB相スリット43Bは、ディスク42の回転方向の全周に亘って等間隔で配列される。したがって、A相パルス信号の数あるいはB相パルス信号の数を検出することによって、ディスク42の相対的な回転量を検出することができる。
FIG. 3 is a view of the
また、A相スリット43Aの幅および数は、B相スリット43Bの幅および数と同じである。A相スリット43AおよびB相スリット43Bは、互いに所定量(たとえば電気角で90度)ずつ回転角が重なり合うようにずらして配列される。A相パルス信号およびB相パルス信号の出力パターンを検出することによって、ディスク42の回転方向が閉じ方向α1であるのか開き方向α2であるのかを検出することができる。
The width and number of the
Z相スリット43Zの幅は、A相スリット43AおよびB相スリット43Bの幅と同じである。Z相スリット43Zの数(本実施の形態においては3つ)は、A相スリット43AおよびB相スリット43Bの数よりも少ない。
The width of the Z-
3つのZ相スリット43Zの配置は、モータ50の回転可能範囲および制御範囲を考慮して決められる。
The arrangement of the three Z-phase slits 43 </ b> Z is determined in consideration of the rotatable range and control range of the
本実施の形態における指先部21の回動は、図示しない第1ストッパおよび第2ストッパ(いわゆる「当て止め」)によって規制される。すなわち、指先部21の回動可能範囲は、第1ストッパと第2ストッパとの間の範囲に物理的に制限される。これに伴い、モータ50の回転可能範囲は、第1ストッパに対応する第1規制位置L1と第2ストッパに対応する第2規制位置L2との間の範囲に物理的に制限される。
The rotation of the
ECU100は、指部20(指先部21)を用いて対象物を把持する通常制御時にモータ50を制御する際、第1規制位置L1よりも内側の第1制御位置C1と、第2規制位置L1よりも内側の第2制御位置C2との間の範囲を使用する。すなわち、指先部21の通常制御時(非停電時)においては、モータ50の制御範囲は、第1制御位置C1と第2制御位置C2との間の範囲である。
When the
本実施の形態において、Z相スリット43Zは、第1原点スリット43Z1、第2原点スリット43Z2、第3原点スリット43Z3を含む。
In the present embodiment, the Z-
第1原点スリット43Z1は、第1制御位置C1よりも僅かに外側(第1規制位置L1側)に配置される。なお、第1原点スリット43Z1の位置は、第1規制位置L1と第1制御位置C1との間の範囲内であれば、図3に示す位置に限定されない。 The first origin slit 43Z1 is disposed slightly outside the first control position C1 (on the first restriction position L1 side). The position of the first origin slit 43Z1 is not limited to the position shown in FIG. 3 as long as it is within the range between the first restriction position L1 and the first control position C1.
第2原点スリット43Z2は、第2制御位置C2よりも僅かに外側(第2規制位置L2側)に配置される。なお、第2原点スリット43Z2の位置は、第2規制位置L2と第2制御位置C2との間の範囲内であれば、図3に示す位置に限定されない。 The second origin slit 43Z2 is disposed slightly outside (the second restriction position L2 side) from the second control position C2. Note that the position of the second origin slit 43Z2 is not limited to the position shown in FIG. 3 as long as it is within the range between the second restriction position L2 and the second control position C2.
第3原点スリット43Z3は、第1原点スリット43Z1と第2原点スリット43Z2との間であって、かつ第1原点スリット43Z1までの距離が第2原点スリット43Z2までの距離よりも大きくなる位置に配置される。なお、第3原点スリット43Z3の位置は、第1原点スリット43Z1までの距離と第2原点スリット43Z2までの距離とが異なる位置であれば、図3に示す位置に限定されない。 The third origin slit 43Z3 is disposed between the first origin slit 43Z1 and the second origin slit 43Z2 and at a position where the distance to the first origin slit 43Z1 is larger than the distance to the second origin slit 43Z2. Is done. The position of the third origin slit 43Z3 is not limited to the position shown in FIG. 3 as long as the distance to the first origin slit 43Z1 is different from the distance to the second origin slit 43Z2.
以下では、第1原点スリット43Z1の位置を「原点Z1」、第2原点スリット43Z2の位置を「原点Z2」、第3原点スリット43Z3の位置を「原点Z3」ともいう。 Hereinafter, the position of the first origin slit 43Z1 is also referred to as “origin Z1”, the position of the second origin slit 43Z2 is also referred to as “origin Z2”, and the position of the third origin slit 43Z3 is also referred to as “origin Z3”.
図4は、ECU100がモータ50の絶対位置(すなわち指先部21の絶対位置)推定時に行なう処理の流れを示すフローチャートである。ここで、「モータ50の絶対位置推定時」とは、たとえば停電によってロボットハンド1への電力供給が遮断されてモータ50の絶対位置が不明になった後に、停電が復旧してロボットハンド1への電力供給が再開された時である。以下では、ECU100がモータ50の絶対位置を推定する動作を「キャリブレーション動作」ともいう。ECU100は、キャリブレーション動作時(指先部21の絶対位置推定時)にモータ50を制御する際、第1規制位置L1と第2規制位置L2との間の範囲(すなわちモータ50の回転可能範囲)を使用する。
FIG. 4 is a flowchart showing a flow of processing performed when
ステップ(以下、ステップを「S」と略す)10にて、ECU100は、モータ50を開き方向α2に所定の回転速度で回転させる。
In step (hereinafter, step is abbreviated as “S”) 10,
S11にて、ECU100は、最初の原点信号(Z相パルス信号)を受信したか否かを判定する。
In S11,
最初の原点信号を受信していない場合(S11にてNO)、ECU100は、原点信号を受信するまで待機する。この待機中、モータ50の開き方向α2への回転が継続される。
If the first origin signal has not been received (NO in S11),
最初の原点信号を受信した場合(S11にてYES)、ECU100は、S12にて、モータ50の回転方向を反転させる。すなわち、ECU100は、モータ50の開き方向α2への回転を停止し、モータ50を閉じ方向α1に回転させる。
When the first origin signal is received (YES in S11),
S13にて、ECU100は、モータ50の回転量(ディスク42の回転量)の計測を開始する。具体的には、ECU100は、A相パスル信号あるいはB相パルス信号の数のカウントを開始する。
In S13,
S14にて、ECU100は、次の原点信号を受信したか否かを判定する。
次の原点信号を受信していない場合(S14にてNO)、ECU100は、次の原点信号を受信するまで待機する。この待機中、モータ50の閉じ方向α1への回転が継続される。
In S14,
If the next origin signal has not been received (NO in S14),
次の原点信号を受信した場合(S14にてYES)、ECU100は、S15にて、S13にて開始したモータ50の回転量の計測(A相パスル信号あるいはB相パルス信号の数のカウント)を終了する。
When the next origin signal is received (YES in S14),
S16にて、ECU100は、モータ50の回転を停止させる。
S17にて、ECU100は、最初の原点信号を受信してから次の原点信号を受信するまでのモータ50の回転量の計測値に基づいて、モータ50の絶対位置を推定する。なお、推定されたモータ50の絶対位置は、ECU100のメモリに記憶され、その後のモータ50の制御に用いられる。
In S16,
In S17,
図5は、ECU100によるキャリブレーション動作を例示的に示した図である。図5に示す例では、キャリブレーション動作が開始される時刻t1において、モータ50の絶対位置が原点Z1と原点Z3との間の領域に存在している。
FIG. 5 is a diagram exemplarily showing a calibration operation by the
時刻t1にてキャリブレーション動作が開始されると、モータ50が開き方向α2に回転される。
When the calibration operation is started at time t1, the
時刻t2にて最初の原点信号Z3が検出されるとモータ50の開き方向α2への回転が一時的に停止され、その後の時刻t3にてモータ50の閉じ方向α1への回転が開始される。
When the first origin signal Z3 is detected at time t2, the rotation of the
時刻t4にて次の原点信号Z1が検出されると、モータ50の開き方向α2への回転が停止される。そして、モータ50の回転方向を反転した時刻t3から次の原点信号Z1が検出される時刻t4までのモータ50の回転量が原点Z1と原点Z3との距離D1に対応しているため、ECU100は、モータ50の現在の絶対位置を原点Z1であると推定する。なお、仮に反転後のモータ50の回転量が原点Z2と原点Z3との距離D2に対応しているのであれば、モータ50の現在の絶対位置を原点Z3と推定すればよい。
When the next origin signal Z1 is detected at time t4, the rotation of the
以上のように、本実施の形態によるECU100は、ディスク42に異なる間隔で配列された3つの原点Z1,Z2,Z3のいずれかの原点が最初に検出されてから別の原点が次に検出されるまでのモータ50の回転量に基づいて、モータ50の絶対位置(すなわち指先部21の絶対位置)を推定する。この際、ECU100は、最初の原点が検出されるまではモータ50を開き方向α2に回転させ、最初の原点が検出された後はモータ50の回転方向を反転させる。そのため、2つの原点が検出されるまでモータ50を同一方向に回転し続ける場合に比べて、指先部21を同一方向に回動させる量を低減することができる。そのため、モータ50を第1規制位置L1あるいは第2規制位置L2まで回転させることなく(すなわち指先部21を第1ストッパあるいは第2ストッパに衝突させることなく)、モータ50の絶対位置(すなわち指先部21の絶対位置)を推定することができる。
As described above, the
特に、本実施の形態においては、原点Z1,Z2が、モータ50の回転可能範囲内であってかつ通常制御時の制御範囲の両外側にそれぞれ配置される。具体的には、原点Z1が第1規制位置L1と第1制御位置C1との間に配置され、原点Z2が第2規制位置L2と第2制御位置C2との間に配置される。そのため、モータ50の絶対位置が通常制御時の制御範囲内にある状態からキャリブレーション動作を開始する場合(すなわち通常制御中に停電となった後に停電が復旧した場合)において、モータ50を開き方向α2に回転させる場合にはモータ50が第2規制位置L2まで回転される前に必ず原点Z2が検出され、モータ50を閉じ方向α1に回転させる場合にはモータ50が第1規制位置L1まで回転される前に必ず原点Z1が検出される。そのため、モータ50を第1規制位置L1あるいは第2規制位置L2まで回転させることなく、モータ50の絶対位置を推定することができる。
In particular, in the present embodiment, the origins Z1 and Z2 are disposed within the rotatable range of the
<変形例>
上述の実施の形態は、たとえば以下のように変形することができる。
<Modification>
The above-described embodiment can be modified as follows, for example.
(1) 上述の実施の形態では、原点スリットの数を3つとする場合について説明したが、原点スリットの数を4つ以上としてもよい。 (1) Although the case where the number of origin slits is three has been described in the above-described embodiment, the number of origin slits may be four or more.
図6は、原点スリットを5つとした場合のECU100よるキャリブレーション動作を例示的に示した図である。図6に示す例では、上述の実施の形態で用いた原点Z1〜Z3に加えて、原点Z1と原点Z3との間に原点Z4を追加し、さらに原点Z2と原点Z3との間に原点Z5を追加している。
FIG. 6 is a diagram exemplarily showing a calibration operation by the
このように、原点スリットを増加させることで、最初の原点を検出してから次の原点を検出するまでのモータ50の回転量を低減できるため、キャリブレーション動作に要する時間を短縮することができる。
In this way, by increasing the origin slit, the amount of rotation of the
(2) また、通常時の制御範囲内に特に使用頻度の高い領域(使用頻度が所定値を超える高使用領域)が存在する場合、使用頻度の高い領域内における原点スリットの数または密度を、その他の領域(使用頻度が所定値未満の低使用領域)内における原点スリットの数または密度よりも多くするようにしてもよい。 (2) Also, when there is a particularly frequently used area (a highly used area where the usage frequency exceeds a predetermined value) within the normal control range, the number or density of the origin slits in the frequently used area is You may make it increase more than the number or density of origin slits in other area | regions (low use area | region whose use frequency is less than predetermined value).
図7は、本変形例によるディスク42を例示的に示す図である。図7に示す例では、通常時の制御範囲内に使用頻度の高い領域が存在している。そして、上述の実施の形態で用いた原点Z1〜Z3に加えて、使用頻度の高い領域にn個の原点43Znを異なる間隔で追加している。これにより、使用頻度の高い領域内における原点スリットの数または密度が、その他の領域内における原点スリットの数または密度よりも多くなる。
FIG. 7 is a view exemplarily showing a
このようにすると、モータ50の絶対位置が使用頻度の高い領域内にある状態からキャリブレーション動作を開始する場合において、キャリブレーション動作に要する時間をさらに短縮することができる。
In this way, when the calibration operation is started from a state in which the absolute position of the
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 ロボットハンド、10 ハンド部、20 指部、21 指先部、22 関節部、23 指元部、30 ベース部、40 エンコーダ、41 回転軸、42 ディスク、43A A相スリット、43B B相スリット、43Z Z相スリット(原点スリット)、43Z1 第1原点スリット、43Z2 第2原点スリット、43Z3 第3原点スリット、44A,44B,44Z 発光素子、45A,45B,45Z 受光素子、50 モータ、C1 第1制御位置、C2 第2制御位置、L1 第1規制位置、L1 第2規制位置。 1 robot hand, 10 hand part, 20 finger part, 21 fingertip part, 22 joint part, 23 finger base part, 30 base part, 40 encoder, 41 rotating shaft, 42 disc, 43A A phase slit, 43B B phase slit, 43Z Z-phase slit (origin slit), 43Z1 first origin slit, 43Z2 second origin slit, 43Z3 third origin slit, 44A, 44B, 44Z light emitting element, 45A, 45B, 45Z light receiving element, 50 motor, C1 first control position , C2 second control position, L1 first restriction position, L1 second restriction position.
Claims (3)
前記可動部を回動させるための回転軸を有するモータと、
前記モータの前記回転軸と一体的に回転する円盤部を有し前記円盤部の回転量を光学的に検出可能なエンコーダと、
前記エンコーダの出力に基づいて前記モータを制御する制御装置とを備え、
前記円盤部には、原点位置であることを示す少なくとも3つ以上の原点スリットが前記円盤部の回転方向に沿って異なる間隔で配列され、
前記制御装置は、前記可動部の絶対位置推定時に、前記モータを予め決められた方向に回転させ、前記原点スリットのいずれかが最初に検出されると前記モータの回転方向を反転させ、前記モータの回転方向を反転させてから別の前記原点スリットのいずれかが次に検出されるまでの前記円盤部の回転量に基づいて前記可動部の絶対位置を推定する、ロボットハンド。 A robot hand having a rotatable movable part,
A motor having a rotating shaft for rotating the movable part;
An encoder having a disk portion that rotates integrally with the rotating shaft of the motor and capable of optically detecting the amount of rotation of the disk portion;
A control device for controlling the motor based on the output of the encoder,
In the disk part, at least three or more origin slits indicating the origin position are arranged at different intervals along the rotation direction of the disk part,
The controller rotates the motor in a predetermined direction when the absolute position of the movable part is estimated, and reverses the rotation direction of the motor when any of the origin slits is detected first. A robot hand that estimates the absolute position of the movable part based on the amount of rotation of the disk part from when the rotation direction is reversed until another one of the origin slits is detected next.
前記制御装置は、前記可動部の通常制御時に前記モータを制御する際、前記第1規制位置よりも内側の第1制御位置と、前記第2規制位置よりも内側の第2制御位置との間の制御範囲を使用し、前記可動部の絶対位置推定時に前記モータを制御する際、前記第1規制位置と前記第2規制位置との間の回転可能範囲を使用し、
前記原点スリットの少なくとも2つは、前記第1規制位置と前記第1制御位置との間の範囲および前記第2規制位置と前記第2制御位置との間の範囲にそれぞれ配置される、請求項1に記載のロボットハンド。 The rotatable range of the motor is limited to a range between the first restriction position and the second restriction position as the rotation of the movable portion is physically restricted.
When the control device controls the motor during normal control of the movable portion, the control device is configured to provide a position between a first control position inside the first restriction position and a second control position inside the second restriction position. When controlling the motor at the time of estimating the absolute position of the movable part, using a rotatable range between the first restriction position and the second restriction position,
The at least two of the origin slits are respectively disposed in a range between the first restriction position and the first control position and in a range between the second restriction position and the second control position. The robot hand according to 1.
前記高使用領域内における前記原点スリットの数または密度は、前記低使用領域内における前記原点スリットの数または密度よりも多い、請求項2に記載のロボットハンド。 The control range of the motor includes a high usage area where the usage frequency is higher than a predetermined value and a low usage area where the usage frequency is lower than the predetermined value.
The robot hand according to claim 2, wherein the number or density of the origin slits in the high use area is greater than the number or density of the origin slits in the low use area.
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