JP2022157368A - Robot device - Google Patents

Robot device Download PDF

Info

Publication number
JP2022157368A
JP2022157368A JP2021061546A JP2021061546A JP2022157368A JP 2022157368 A JP2022157368 A JP 2022157368A JP 2021061546 A JP2021061546 A JP 2021061546A JP 2021061546 A JP2021061546 A JP 2021061546A JP 2022157368 A JP2022157368 A JP 2022157368A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
target
dither
spool
fluid
pressure
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.)
Pending
Application number
JP2021061546A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
智己 石川
Tomoki Ishikawa
賢人 山下
Kento Yamashita
裕介 山本
Yusuke Yamamoto
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.)
Aisin Corp
Original Assignee
Aisin 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 Aisin Corp filed Critical Aisin Corp
Priority to JP2021061546A priority Critical patent/JP2022157368A/en
Publication of JP2022157368A publication Critical patent/JP2022157368A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

To suppress elongation/contraction of an artificial muscle in an axial direction caused by minute vibration of a spool of a relief valve.SOLUTION: A robot device comprises: a robot body; at least one artificial muscle that receives fluid to drive the robot body; a relief valve that has a spool and an electromagnetic part for applying thrust to the spool and regulates and supplies fluid supplied from a fluid supply source to the artificial muscle on the basis of a current supplied to the electromagnetic part; and a control unit that controls the current supplied to the electromagnetic part on the basis of a control signal for setting a fluid pressure supplied from the relief valve to the artificial muscle to a target pressure required for driving the robot body. The control unit generates the control signal, on the basis of the target current based on the target pressure to the electromagnetic part, dither amplitude minutely vibrating the spool, and a dither command value having a dither period for preventing elongation/contraction of the artificial muscle in an axial direction following a change caused by minute vibration of the spool of the fluid pressure output from the relief valve.SELECTED DRAWING: Figure 8

Description

本開示は、ロボット装置に関する。 The present disclosure relates to robotic devices.

従来、この種の技術としては、アームと、アームと一体に回動するプーリに巻回されたロープを介して対向配置されると共に拮抗駆動される第1および第2人工筋肉と、第1および第2人工筋肉にそれぞれ接続された第1および第2調圧弁と、を備える駆動装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。この駆動装置では、位置指令信号と、駆動装置のバンド幅の10倍以上の周波数の同相の外乱信号と、を用いて第1および第2調圧弁の制御信号を生成して第1および第2調圧弁を制御する。これにより、ディザ効果により第1および第2人工筋肉の有するヒステリシスを低減している。 Conventionally, this type of technology includes an arm, first and second artificial muscles that are opposed to each other via a rope wound around a pulley that rotates integrally with the arm, and that are antagonistically driven; A driving device has been proposed that includes first and second pressure regulating valves that are respectively connected to second artificial muscles (see, for example, Patent Document 1). In this driving device, a position command signal and an in-phase disturbance signal having a frequency of ten times or more the bandwidth of the driving device are used to generate control signals for the first and second pressure regulating valves. Controls the pressure regulating valve. As a result, the hysteresis of the first and second artificial muscles is reduced by the dither effect.

特開昭61-107405号公報JP-A-61-107405

上述の駆動装置では、第1および第2調圧弁のスプールの微振動に起因して、第1および第2人工筋肉のうちの少なくとも何れかが振動し、騒音や耐久性の低下を生じる可能性がある。 In the drive device described above, at least one of the first and second artificial muscles may vibrate due to minute vibrations of the spools of the first and second pressure regulating valves, resulting in noise and reduced durability. There is

本開示のロボット装置は、調圧弁のスプールの微振動に起因する人工筋肉の騒音や耐久性の低下を抑制しつつロボット本体の制御精度を高めることを主目的とする。 The robot device of the present disclosure is mainly intended to improve the control accuracy of the robot main body while suppressing the noise of the artificial muscle and the decrease in durability caused by the minute vibration of the spool of the pressure regulating valve.

本開示のロボット装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The robotic device of the present disclosure employs the following means in order to achieve the above main object.

本開示のロボット装置は、ロボット本体と、流体の供給を受けて前記ロボット本体を駆動する少なくとも1つの人工筋肉と、スプールおよび前記スプールに推力を付与する電磁部を有し、流体供給源からの前記流体を前記電磁部に供給される電流に基づいて調圧して前記人工筋肉に供給する調圧弁と、前記調圧弁から前記人工筋肉に供給される流体圧を前記ロボット本体の駆動に要求される目標圧力にするための制御信号に基づいて前記電磁部に供給される電流を制御する制御装置と、を備えるロボット装置であって、前記制御装置は、前記目標圧力に基づく前記電磁部への目標電流と、前記スプールを微振動させるディザ振幅および前記調圧弁から出力される前記流体圧の前記スプールの微振動による変化に伴って前記人工筋肉を軸方向に伸縮させないディザ周期を有するディザ指令値と、に基づいて前記制御信号を生成することを要旨とする。 A robot apparatus of the present disclosure includes a robot body, at least one artificial muscle that receives a supply of fluid to drive the robot body, a spool, and an electromagnetic section that applies a thrust to the spool. a pressure regulating valve that regulates the pressure of the fluid based on the current supplied to the electromagnetic section and supplies it to the artificial muscle; and the fluid pressure that is supplied from the pressure regulating valve to the artificial muscle is required to drive the robot body. a controller for controlling current supplied to the electromagnetic unit based on a control signal for achieving a target pressure, wherein the controller controls the target pressure to the electromagnetic unit based on the target pressure. an electric current, a dither command value having a dither amplitude that causes the spool to vibrate slightly, and a dither cycle that does not cause the artificial muscle to expand or contract in the axial direction due to a change in the fluid pressure output from the pressure regulating valve caused by the slight vibration of the spool; , to generate the control signal.

本開示のロボット装置では、ロボット本体の駆動に要求される目標圧力に基づく電磁部への目標電流と、スプールを微振動させるディザ振幅および調圧弁から出力される流体圧のスプールの微振動による変化に伴って人工筋肉を軸方向に伸縮させないディザ周期を有するディザ指令値と、に基づいて制御信号を生成する。そして、この制御信号に基づいて調圧弁の電磁部に供給される電流を制御する。これにより、調圧弁のスプールの微振動に起因する人工筋肉の軸方向における伸縮を抑制することができる。この結果、調圧弁のスプールの微振動に起因する人工筋肉の騒音や耐久性の低下を抑制しつつロボット本体の制御精度を高めることができる。例えば、ロボット本体の現在位置が目標位置に接近しているときに、ロボット本体を目標位置に精度よく到達させることができ、ロボット本体をゆっくり動作させるときに、ロボット本体を精度よく動作させることができる。 In the robot apparatus of the present disclosure, the target current to the electromagnetic unit based on the target pressure required to drive the robot main body, the dither amplitude that micro-vibrates the spool, and the change in the fluid pressure output from the pressure regulating valve due to the micro-vibration of the spool. A control signal is generated based on a dither command value having a dither cycle that does not cause the artificial muscle to expand or contract in the axial direction. Based on this control signal, the current supplied to the electromagnetic portion of the pressure regulating valve is controlled. As a result, expansion and contraction of the artificial muscle in the axial direction due to minute vibrations of the spool of the pressure regulating valve can be suppressed. As a result, it is possible to improve the control accuracy of the robot main body while suppressing the noise of the artificial muscle and the decrease in durability caused by the slight vibration of the spool of the pressure regulating valve. For example, when the current position of the robot body is approaching the target position, the robot body can be made to reach the target position with high precision, and when the robot body is moved slowly, the robot body can be moved with high precision. can.

本開示のロボット装置を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram showing a robot device of the present disclosure; FIG. ロボット装置を示す拡大図である。It is an enlarged view showing a robot device. ロボット装置の流体供給装置を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram showing a fluid supply device of a robot device; FIG. 第1および第2リニアソレノイドバルブを示す概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing first and second linear solenoid valves; (a),(b),(c)は、本開示の第1および第2リニアソレノイドバルブの動作を説明するための断面図である。(a), (b), and (c) are cross-sectional views for explaining the operation of the first and second linear solenoid valves of the present disclosure. ロボット装置の制御装置の要部を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing main parts of a control device of the robot device; 目標圧力設定マップを例示する説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a target pressure setting map; ロボット装置の制御装置の要部を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing main parts of a control device of the robot device; 第1リニアソレノイドバルブの電磁部に供給される電流の様子を例示する説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating how current is supplied to the electromagnetic portion of the first linear solenoid valve; ディザ振幅設定処理の一例を示すフローチャートである。9 is a flowchart illustrating an example of dither amplitude setting processing; ディザ振幅設定処理の一例を示すフローチャートである。9 is a flowchart illustrating an example of dither amplitude setting processing; 本開示のロボット装置の制御装置の要部を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing the main part of the control device of the robot device of the present disclosure;

次に、図面を参照しながら、本開示の発明を実施するための形態について説明する。 Next, embodiments for carrying out the invention of the present disclosure will be described with reference to the drawings.

図1は、本開示のロボット装置1を示す概略構成図であり、図2は、ロボット装置1を示す拡大図である。これらの図面に示すロボット装置1は、ロボットアーム(ロボット本体)2と、流体供給装置10と、装置全体を制御する制御装置100とを含む。ロボットアーム2は、複数(本実施形態では、3つ)の関節(ピン結合部)J1,J2,J3と、複数(本実施形態では、3つ)のアーム(リンク)3と、関節J1,J2,J3ごとに例えば偶数個(本実施形態では、4つ)ずつ設けられる人工筋肉としての複数の流体アクチュエータMと、先端側のアーム3の手先に取り付けられる把持部としてのハンド部(ロボットハンド)4とを含む多関節アームである。ハンド部4は、対象となる物体(以下、「把持対象」という)を把持するように制御装置100により制御される。また、流体供給装置10は、制御装置100により制御されて各流体アクチュエータMに流体としての作動油(作動流体)を給排する。これにより、ロボットアーム2を油圧(流体圧)により駆動してハンド部4を所望の位置に移動させることができる。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a robot device 1 of the present disclosure, and FIG. 2 is an enlarged view showing the robot device 1. As shown in FIG. The robot device 1 shown in these drawings includes a robot arm (robot body) 2, a fluid supply device 10, and a control device 100 that controls the entire device. The robot arm 2 includes a plurality of (three in this embodiment) joints (pin joints) J1, J2, and J3, a plurality of (three in this embodiment) arms (links) 3, joints J1, A plurality of fluid actuators M as artificial muscles, for example, an even number (four in this embodiment) provided for each of J2 and J3, and a hand portion (robot hand) as a grip portion attached to the tip of the arm 3 on the tip side. ) 4 is an articulated arm. The hand unit 4 is controlled by the control device 100 so as to grip a target object (hereinafter referred to as a "gripping target"). Further, the fluid supply device 10 is controlled by the control device 100 to supply and discharge working oil (working fluid) as a fluid to each fluid actuator M. As shown in FIG. As a result, the robot arm 2 can be driven by hydraulic pressure (fluid pressure) to move the hand portion 4 to a desired position.

ロボットアーム2の各流体アクチュエータMは、図2に示すように、作動油の圧力によって膨張および収縮するチューブTと、チューブTを覆う編組スリーブSとを含む、いわゆるマッキベン型の人工筋肉である。チューブTは、高い耐油性をもった例えばゴム材等の弾性材により円筒状に形成されており、チューブTの両端部は、封止部材Cにより封止されている。チューブTの基端側(流体供給装置10側、図2中下端側)の封止部材Cには、作動油の出入口IOが形成されている。編組スリーブSは、所定方向に配向された複数のコードを互いに交差するように編み込むことにより円筒状に形成されており、軸方向および径方向に収縮可能である。編組スリーブSを形成するコードとしては、繊維コード、高強度繊維、極細のフィラメントによって構成される金属製コード等を採用することができる。かかる流体アクチュエータMのチューブT内に上記出入口IOから作動油を供給してチューブT内の作動油の圧力を高めることで、チューブTは、編組スリーブSの作用により径方向に膨張すると共に軸方向に収縮し、内部の作動油の圧力に応じた収縮力を発生する。 Each fluid actuator M of the robot arm 2 is, as shown in FIG. The tube T is formed in a cylindrical shape from an elastic material such as a rubber material having high oil resistance. A hydraulic oil inlet/outlet IO is formed in a sealing member C on the base end side of the tube T (on the fluid supply device 10 side, the lower end side in FIG. 2). The braided sleeve S is formed in a cylindrical shape by weaving a plurality of cords oriented in a predetermined direction so as to intersect each other, and is contractible in the axial and radial directions. As the cords forming the braided sleeve S, fiber cords, high-strength fibers, metal cords composed of ultrafine filaments, and the like can be used. Hydraulic oil is supplied from the inlet/outlet IO into the tube T of the fluid actuator M to increase the pressure of the hydraulic oil in the tube T, whereby the tube T expands radially and axially due to the action of the braided sleeve S. and generates a contraction force according to the pressure of the hydraulic oil inside.

図1および図2に示すように、複数のアーム3のうち、最基端側(最も流体供給装置10側)のアーム3は、関節J1を介してリンクとしての支持部材5により回動自在に支持される。また、2つのアーム3同士が、関節J2またはJ3を介して互いに回動自在に連結される。更に、各アーム3の先端部(手先側の端部)には、連結部材6が固定されている。図示するように、支持部材5は、最基端側の関節J1に対応した複数(4つ)の流体アクチュエータMの基端側の封止部材Cを回動自在に支持する。また、各アーム3の連結部材6は、基端側に位置する関節J1またはJ2に対応した複数(4つ)流体アクチュエータMの先端側(手先側)の封止部材Cを回動自在に支持する。更に、各連結部材6は、先端側に位置する関節J2またはJ3に対応した複数(4つ)流体アクチュエータMの基端側の封止部材Cを回動自在に支持する。 As shown in FIGS. 1 and 2, among the plurality of arms 3, the arm 3 closest to the proximal end (the side closest to the fluid supply device 10) is rotatable by a support member 5 as a link via a joint J1. Supported. Also, the two arms 3 are rotatably connected to each other via a joint J2 or J3. Furthermore, a connecting member 6 is fixed to the tip of each arm 3 (end on the hand side). As illustrated, the support member 5 rotatably supports the sealing members C on the proximal side of the plurality (four) of the fluid actuators M corresponding to the joint J1 on the most proximal side. In addition, the connecting member 6 of each arm 3 rotatably supports sealing members C on the tip side (hand side) of a plurality (four) of fluid actuators M corresponding to the joint J1 or J2 located on the base end side. do. Further, each connecting member 6 rotatably supports sealing members C on the proximal side of a plurality (four) of fluid actuators M corresponding to joints J2 or J3 located on the distal side.

より詳細には、支持部材5は、関節J1に対応した2つの流体アクチュエータMの基端側の封止部材Cを第1の連結軸を介して回動自在に支持する。また、最基端側のアーム3の連結部材6は、関節J1に対応した2つの流体アクチュエータMの先端側の封止部材Cを第2の連結軸を介して回動自在に支持する。更に、支持部材5は、関節J1に対応した残り2つの流体アクチュエータMの基端側の封止部材Cを上記第1の連結軸と平行に延びる第3の連結軸を介して回動自在に支持する。また、最基端側のアーム3の連結部材6は、関節J1に対応した残り2つの流体アクチュエータMの先端側の封止部材Cを上記第2の連結軸と平行に延びる第4の連結軸を介して回動自在に支持する。同様に、関節J2またはJ3を介して互いに連結される2つのアーム3の連結部材6も、上述のような複数の連結軸を介して、関節J2またはJ3に対応した複数(4つ)の流体アクチュエータMの対応する封止部材Cを回動自在に支持する。 More specifically, the support member 5 rotatably supports the sealing member C on the base end side of the two fluid actuators M corresponding to the joint J1 via the first connecting shaft. Also, the connecting member 6 of the arm 3 on the most proximal side rotatably supports the sealing members C on the distal side of the two fluid actuators M corresponding to the joint J1 via the second connecting shaft. Further, the support member 5 rotates the sealing member C on the base end side of the remaining two fluid actuators M corresponding to the joint J1 via a third connecting shaft extending parallel to the first connecting shaft. To support. In addition, the connecting member 6 of the arm 3 on the most proximal side is a fourth connecting shaft extending parallel to the second connecting shaft through the sealing member C on the distal end side of the remaining two fluid actuators M corresponding to the joint J1. rotatably supported via Similarly, the connecting members 6 of the two arms 3 connected to each other via the joints J2 or J3 are also connected to a plurality of (four) fluids corresponding to the joints J2 or J3 via a plurality of connecting shafts as described above. A corresponding sealing member C of the actuator M is rotatably supported.

これにより、関節J1-J3の関節軸から手先側(ハンド部4側)に延びる各アーム3の両側には、流体アクチュエータMが本実施形態では2つずつ対応するアーム3と平行に配列される。そして、各アーム3の一側に配置される2つの流体アクチュエータMは、1つの関節J1,J2またはJ3に対応した第1の人工筋肉(一方の拮抗筋)AM1(図3参照)を構成し、各アーム3の他側に配置される2つの流体アクチュエータMは、第1の人工筋肉AM1と対をなす1つの関節J1,J2またはJ3に対応した第2の人工筋肉(他方の拮抗筋)AM2(図3参照)を構成する。ただし、第1の人工筋肉AM1を構成する流体アクチュエータMの数と、第2の人工筋肉AM2を構成する流体アクチュエータMの数とが異なっていてもよい。また、本実施形態において、1つの関節J1,J2またはJ3に対して設けられる複数(4つ)の流体アクチュエータMは、互いに同一の諸元を有する。ただし、1つの関節J1,J2またはJ3に対応した複数の流体アクチュエータMの諸元は、必ずしも同一である必要はなく、例えば、第1の人工筋肉AM1を構成する流体アクチュエータMの諸元と、第2の人工筋肉AM2を構成する流体アクチュエータMの諸元とが異なっていてもよい。更に、各アーム3は、中空に形成されており、各アーム3の内部には、流体供給管としての複数のホースH(図2における破線参照)が配置される。各ホースHは、対応する流体アクチュエータMの基端側の封止部材Cに形成された出入口IOに接続され、各流体アクチュエータMのチューブT内には、ホースHを介して流体供給装置10からの作動油(油圧)が供給される。 As a result, two fluid actuators M are arranged parallel to the corresponding arm 3 on both sides of each arm 3 extending from the joint axis of the joints J1 to J3 to the hand side (hand part 4 side) in this embodiment. . Two fluid actuators M arranged on one side of each arm 3 constitute a first artificial muscle (one antagonistic muscle) AM1 (see FIG. 3) corresponding to one joint J1, J2 or J3. , two fluid actuators M arranged on the other side of each arm 3 are second artificial muscles (other antagonistic muscles) corresponding to one joint J1, J2 or J3 paired with the first artificial muscle AM1. Configure AM2 (see FIG. 3). However, the number of fluid actuators M forming the first artificial muscle AM1 may differ from the number of fluid actuators M forming the second artificial muscle AM2. Further, in this embodiment, the plurality (four) of fluid actuators M provided for one joint J1, J2 or J3 have the same specifications. However, the specifications of a plurality of fluid actuators M corresponding to one joint J1, J2 or J3 do not necessarily have to be the same. The specifications of the fluid actuator M that constitutes the second artificial muscle AM2 may be different. Furthermore, each arm 3 is hollow, and a plurality of hoses H (see broken lines in FIG. 2) as fluid supply pipes are arranged inside each arm 3 . Each hose H is connected to an inlet/outlet IO formed in a sealing member C on the base end side of the corresponding fluid actuator M. of working oil (hydraulic pressure) is supplied.

従って、制御装置100により流体供給装置10を制御することで、第1の人工筋肉AM1を構成する2つの流体アクチュエータMのチューブT内の油圧と、第1の人工筋肉AM1と対をなす第2の人工筋肉AM2を構成する2つの流体アクチュエータMのチューブT内の油圧とを互いに異ならせることができる。これにより、4つの流体アクチュエータMすなわち対をなす(1組の)第1および第2の人工筋肉AM1,AM2から連結部材6を介して各アーム3に力(回転トルク)を伝達し、支持部材5または基端側のアーム3に対して各アーム3を回動させて関節J1-J3の関節角度を変化させることが可能となる。本実施形態において、第1の人工筋肉AM1を構成する2つの流体アクチュエータMと、第1の人工筋肉AM1と対をなす第2の人工筋肉AM2を構成する2つの流体アクチュエータMとは、チューブTが所定量(例えば、自然長の10%程度)だけ軸方向に収縮した状態を初期状態として流体供給装置10からの油圧により拮抗駆動される。 Therefore, by controlling the fluid supply device 10 with the control device 100, the hydraulic pressure in the tubes T of the two fluid actuators M constituting the first artificial muscle AM1 and the second hydraulic pressure paired with the first artificial muscle AM1 are controlled. The hydraulic pressures in the tubes T of the two fluid actuators M constituting the artificial muscle AM2 can be made different from each other. As a result, force (rotational torque) is transmitted from the four fluid actuators M, that is, a pair of first and second artificial muscles AM1 and AM2 to each arm 3 via the connecting member 6, and the support member It is possible to change the joint angles of the joints J1 to J3 by rotating each arm 3 with respect to the arm 3 on the proximal end side. In this embodiment, the two fluid actuators M constituting the first artificial muscle AM1 and the two fluid actuators M constituting the second artificial muscle AM2 paired with the first artificial muscle AM1 are the tubes T are axially contracted by a predetermined amount (for example, about 10% of the natural length), which is the initial state.

ロボット装置1の流体供給装置10は、図1に示すように、作動油貯留部(流体貯留部)を画成するタンク11と、タンク11を上下方向に延びる回動軸(図1における一点鎖線参照)の周りに回動自在に支持するベース部12とを含む。タンク11は、例えば上端および下端が閉鎖された筒体であり、内部に作動油を貯留可能なものである。本実施形態において、ロボットアーム2の支持部材5は、図2に示すように、タンク11の上壁部11uに図示しないボルト等を介して固定される。すなわち、ロボットアーム2は、流体供給装置10のタンク11(上壁部11u)により支持される。 As shown in FIG. 1, the fluid supply device 10 of the robot device 1 includes a tank 11 defining a hydraulic oil reservoir (fluid reservoir), and a rotation shaft (a dashed line in FIG. 1) extending vertically through the tank 11. ) and a base portion 12 pivotably supported thereabout. The tank 11 is, for example, a cylindrical body with closed upper and lower ends, and can store hydraulic oil therein. In this embodiment, as shown in FIG. 2, the support member 5 of the robot arm 2 is fixed to the upper wall portion 11u of the tank 11 via bolts (not shown) or the like. That is, the robot arm 2 is supported by the tank 11 (upper wall portion 11 u) of the fluid supply device 10 .

ベース部12は、ロボットアーム2およびタンク11の下方に位置するようにロボット装置1の設置箇所に固定されるか、あるいは図示しない無人搬送車(AGV)に搭載(固定)される。また、ベース部12は、タンク11を上記回動軸の周りに回動させる図示しない回動ユニットを支持している。これにより、回動ユニットを作動させることで、ロボットアーム2およびタンク11を回動軸の周りに一体に回動させることが可能となる。回動ユニットは、流体供給装置10から供給される油圧により駆動される揺動モータであってもよく、電動モータ等を含むものであってもよい。 The base portion 12 is fixed to an installation location of the robot device 1 so as to be positioned below the robot arm 2 and the tank 11, or is mounted (fixed) on an automatic guided vehicle (AGV) (not shown). The base portion 12 also supports a rotation unit (not shown) that rotates the tank 11 around the rotation shaft. Accordingly, by operating the rotating unit, the robot arm 2 and the tank 11 can be rotated integrally around the rotating shaft. The rotating unit may be a swing motor driven by hydraulic pressure supplied from the fluid supply device 10, or may include an electric motor or the like.

更に、流体供給装置10は、図3に示すように、タンク11およびベース部12に加えて、流体供給源としてのポンプ13と、タンク11内に配置される図示しないバルブボディと、元圧生成バルブ14と、それぞれ複数の調圧弁(調圧装置)としての第1および第2リニアソレノイドバルブ151,152とを含む。ポンプ13と、第1および第2リニアソレノイドバルブ151,152とは、何れも制御装置100により制御される。第1および第2リニアソレノイドバルブ151,152は、関節J1-J3ごとにそれぞれ1つずつ設けられる。 Further, as shown in FIG. 3, the fluid supply device 10 includes, in addition to the tank 11 and the base portion 12, a pump 13 as a fluid supply source, a valve body (not shown) arranged in the tank 11, and a source pressure generating unit. It includes a valve 14 and first and second linear solenoid valves 151 and 152 as a plurality of pressure regulating valves (pressure regulating devices). Both the pump 13 and the first and second linear solenoid valves 151 and 152 are controlled by the control device 100 . The first and second linear solenoid valves 151, 152 are provided one each for each of the joints J1-J3.

ポンプ13は、例えば電動ポンプであり、タンク11内に貯留された作動油を吸引して吐出口から吐出する。ポンプ13は、タンク11内に配置されるポンプ部と、電動モータおよび減速ギヤ機構とを有すると共にタンク11内またはタンク11外に配置される駆動部とを含む。元圧生成バルブ14は、図示しない信号圧生成バルブからの信号圧に応じてポンプ13から吐出される作動油の一部をドレン(調圧)して元圧を生成し、元圧をバルブボディに形成された油路(流体通路)L0に供給する。元圧生成バルブ14の信号圧生成バルブとしては、例えば、制御装置100により通電制御されるリニアソレノイドバルブが用いられる。 The pump 13 is, for example, an electric pump, and sucks hydraulic oil stored in the tank 11 and discharges it from a discharge port. The pump 13 includes a pump portion arranged inside the tank 11 and a drive portion having an electric motor and a reduction gear mechanism and arranged inside or outside the tank 11 . The original pressure generating valve 14 drains (regulates) part of the working oil discharged from the pump 13 according to the signal pressure from the signal pressure generating valve (not shown) to generate the original pressure, and the original pressure is applied to the valve body. is supplied to an oil passage (fluid passage) L0 formed in . As the signal pressure generating valve of the source pressure generating valve 14, for example, a linear solenoid valve whose energization is controlled by the control device 100 is used.

第1および第2リニアソレノイドバルブ151,152は、それぞれバルブボディ内に配置されると共に互いに同一の構造を有し、図3や図4に示すように、制御装置100により通電制御される電磁部20と、電磁部20により駆動されて作動油を調圧するバルブ部30とを含む。本実施形態において、第1および第2リニアソレノイドバルブ151,152は、電磁部20に電流が供給される際に開弁する常閉型リニアソレノイドバルブである。 The first and second linear solenoid valves 151 and 152 are arranged in valve bodies and have the same structure as each other. As shown in FIGS. 20 and a valve portion 30 that is driven by the electromagnetic portion 20 to regulate the pressure of the hydraulic fluid. In this embodiment, the first and second linear solenoid valves 151 and 152 are normally closed linear solenoid valves that open when current is supplied to the electromagnetic section 20 .

電磁部20は、軸方向に並べて配置される筒状の第1および第2コアと、第1および第2コアを包囲するように配置される筒状のコイルと、第2コア内に軸方向に移動自在に配置されるプランジャと、第1コア内でプランジャに連動して軸方向に移動可能なロッド21と、これらの部材を収容するヨーク(ケース)とを含む(図4には、ロッド21のみを示す)。電磁部20のコイルを電流が流れると、ヨーク、第2コア、プランジャ、第1コアの順に流れる磁束回路が形成される。これにより、プランジャが第1コア側に吸引され、プランジャに連動してロッド21が第1コアから突出する方向(図4における右側)に移動する。本実施形態において、電磁部20に供給される電流は、目標電流に基づいて生成されるPWM信号により制御される。 The electromagnetic section 20 includes tubular first and second cores arranged side by side in the axial direction, tubular coils arranged so as to surround the first and second cores, and axial coils inside the second core. a plunger movably arranged in the first core, a rod 21 axially movable in conjunction with the plunger in the first core, and a yoke (case) accommodating these members (Fig. 4 shows the rod 21 only). When current flows through the coils of the electromagnetic portion 20, a magnetic flux circuit is formed that flows through the yoke, second core, plunger, and first core in that order. As a result, the plunger is attracted toward the first core, and in conjunction with the plunger, the rod 21 moves in a direction (to the right in FIG. 4) protruding from the first core. In this embodiment, the current supplied to the electromagnetic section 20 is controlled by a PWM signal generated based on the target current.

バルブ部30は、図4に示すように、上述のバルブボディに組み込まれる略円筒状のスリーブ40と、スリーブ40の内部に軸方向に摺動自在(移動自在)に配置されるスプール50とを有する。スリーブ40の一端部(図中左端部)は、電磁部20(ヨーク)に対して固定され、スリーブ40の電磁部20側とは反対側の端部(図中右端部)には、端部を閉鎖するキャップCPが固定(螺合)される。また、スリーブ40の内部には、スプール50とキャップCPとの間に位置するようにスプリング(弾性部材)SPが配置される。スプリングSPは、本実施形態においてコイルスプリングであり、スプール50を電磁部20側(図4における左側)に付勢する。 As shown in FIG. 4, the valve portion 30 includes a substantially cylindrical sleeve 40 incorporated in the above-described valve body, and a spool 50 arranged axially slidably (movably) inside the sleeve 40. have. One end of the sleeve 40 (left end in the drawing) is fixed to the electromagnetic section 20 (yoke), and an end (right end in the drawing) of the sleeve 40 opposite to the electromagnetic section 20 side has an end portion. A cap CP that closes the is fixed (screwed). A spring (elastic member) SP is arranged inside the sleeve 40 so as to be positioned between the spool 50 and the cap CP. The spring SP is a coil spring in this embodiment, and biases the spool 50 toward the electromagnetic section 20 (left side in FIG. 4).

スリーブ40は、図4に示すように、入力ポート41iと、入力ポート41iと連通可能な出力ポート41oと、出力ポート41oに連通するフィードバックポート41fと、出力ポート41oと連通可能なドレンポート41dとを含む。図3に示すように、第1および第2リニアソレノイドバルブ151,152の入力ポート41iは、それぞれ油路L0に連通する。第1リニアソレノイドバルブ151の出力ポート41oは、油路L11および油路L12を介して対応する上記第1の人工筋肉AM1を構成する2つの流体アクチュエータM(チューブT)の作動油の出入口IOに連通する。第1リニアソレノイドバルブ151の出力ポート41oは、油路L21および油路L22を介して対応する上記第2の人工筋肉AM2を構成する2つの流体アクチュエータM(チューブT)の作動油の出入口IOに連通する。第1および第2リニアソレノイドバルブ151,152のドレンポート41dは、それぞれ油路L3を介してタンク11内の作動油貯留部に連通する。本実施形態において、入力ポート41i、出力ポート41o、ドレンポート41dおよびフィードバックポート41fは、図4に示すように、電磁部20側からスプリングSP(キャップCP)側に向けて、この順番で間隔をおいて軸方向に並ぶようにスリーブ40に形成される。すなわち、入力ポート41iは、出力ポート41oよりも電磁部20側に形成され、ドレンポート41dは、出力ポート41oよりもスプリングSP側に形成され、フィードバックポート41fは、ドレンポート41dよりもスプリングSP側に形成される。 As shown in FIG. 4, the sleeve 40 has an input port 41i, an output port 41o that can communicate with the input port 41i, a feedback port 41f that communicates with the output port 41o, and a drain port 41d that can communicate with the output port 41o. including. As shown in FIG. 3, the input ports 41i of the first and second linear solenoid valves 151, 152 communicate with the oil passage L0. The output port 41o of the first linear solenoid valve 151 is connected to the hydraulic fluid inlet/outlet IO of the two fluid actuators M (tubes T) constituting the first artificial muscle AM1 through the oil passages L11 and L12. communicate. The output port 41o of the first linear solenoid valve 151 is connected to the hydraulic fluid inlet/outlet IO of the two fluid actuators M (tube T) that constitute the second artificial muscle AM2 through the oil passages L21 and L22. communicate. The drain ports 41d of the first and second linear solenoid valves 151 and 152 communicate with the hydraulic oil reservoir in the tank 11 through the oil passages L3. In this embodiment, as shown in FIG. 4, the input port 41i, the output port 41o, the drain port 41d, and the feedback port 41f are spaced in this order from the electromagnetic portion 20 side toward the spring SP (cap CP) side. are formed in the sleeve 40 so as to line up in the axial direction. That is, the input port 41i is formed closer to the electromagnetic section 20 than the output port 41o, the drain port 41d is formed closer to the spring SP than the output port 41o, and the feedback port 41f is closer to the spring SP than the drain port 41d. formed in

スリーブ40の内部には、入力ポート41iに連通する入力室42i、出力ポート41oに連通する出力室42o、ドレンポート41dに連通するドレン室42d、およびフィードバックポート41fに連通するフィードバック室42fが軸方向に間隔をおいて画成されている。更に、スリーブ40の内部には、入力室42iおよび出力室42oで開口する第1連通室45と、出力室42oおよびドレン室42dで開口する第2連通室46と、ドレン室42dおよびフィードバック室42fで開口する第3連通室47とが画成されている。入力室42i、出力室42o、ドレン室42dおよびフィードバック室42fは、互いに同一の内径(断面積)を有する断面円形状の空間部である。第1から第3連通室45,46,47は、互いに同一かつ入力室42i等の内径(断面積)よりも小さい内径(断面積)を有する断面円形状の空間部である。入力室42i、出力室42o、ドレン室42d、フィードバック室42f、および第1から第3連通室45,46,47は、スリーブ40の軸心に沿って互いに同軸に延在する。 Inside the sleeve 40, there are an input chamber 42i communicating with the input port 41i, an output chamber 42o communicating with the output port 41o, a drain chamber 42d communicating with the drain port 41d, and a feedback chamber 42f communicating with the feedback port 41f. are defined at intervals of . Further, inside the sleeve 40, there are a first communication chamber 45 opening at an input chamber 42i and an output chamber 42o, a second communication chamber 46 opening at an output chamber 42o and a drain chamber 42d, a drain chamber 42d and a feedback chamber 42f. A third communication chamber 47 that opens at . The input chamber 42i, the output chamber 42o, the drain chamber 42d, and the feedback chamber 42f are circular cross-sectional space portions having the same inner diameter (cross-sectional area). The first to third communication chambers 45, 46, and 47 are circular cross-sectional space portions having the same inner diameter (cross-sectional area) as each other and smaller than the inner diameter (cross-sectional area) of the input chamber 42i and the like. The input chamber 42i, the output chamber 42o, the drain chamber 42d, the feedback chamber 42f, and the first to third communication chambers 45, 46, 47 coaxially extend along the axis of the sleeve 40. As shown in FIG.

スプール50は、図4に示すように、4つのランド51,52,53および54と、ランド51および52の間の第1軸部55と、ランド52および53の間の第2軸部56と、ランド53および54の間の第3軸部57とを含む。ランド51,52および53は、互いに同一の外径(断面積)を有する円柱状に形成され、ランド54は、ランド51-53の外径(断面積)よりも小さい外径(断面積)を有する円柱状に形成されている。また、ランド52および53の外径は、スリーブ40の第1から第3連通室45,46,47の内径よりも僅かに小さい値に定められている。更に、本実施形態において、スプール50のランド52は、スリーブ40の出力室42oの軸長よりも長い軸長を有する。第1から第3軸部55-57は、少なくともランド52および53の外径(断面積)よりも小さい外径(断面積)を有する円柱状に形成されている。ランド51-54および第1から第3軸部55-57は、スプール50の軸心に沿って互いに同軸に延在する。 The spool 50 has four lands 51, 52, 53 and 54, a first shaft portion 55 between the lands 51 and 52, and a second shaft portion 56 between the lands 52 and 53, as shown in FIG. , and a third shank 57 between lands 53 and 54 . The lands 51, 52 and 53 are formed in a cylindrical shape having the same outer diameter (cross-sectional area), and the land 54 has an outer diameter (cross-sectional area) smaller than the outer diameter (cross-sectional area) of the lands 51-53. It is formed in a columnar shape. The outer diameters of the lands 52 and 53 are set to values slightly smaller than the inner diameters of the first to third communication chambers 45 , 46 , 47 of the sleeve 40 . Further, in this embodiment, the land 52 of the spool 50 has an axial length that is longer than the axial length of the output chamber 42o of the sleeve 40. As shown in FIG. The first to third shaft portions 55 - 57 are formed in a cylindrical shape having an outer diameter (cross-sectional area) smaller than at least the outer diameter (cross-sectional area) of the lands 52 and 53 . Lands 51 - 54 and first through third shaft portions 55 - 57 extend coaxially with each other along the axis of spool 50 .

スプール50のランド51は、電磁部20側から入力室42iに連通するようにスリーブ40に形成された孔部(円孔)内に摺動自在に配置される。また、ランド51の先端(図4における左端)には、電磁部20のロッド21に当接する当接部51aとストッパ部51sとが形成されている。更に、スプール50のランド54は、スプリングSP(キャップCP)側からフィードバック室42fに連通するようにスリーブ40に形成された孔部(円孔)内に摺動自在に配置され、ランド54とキャップCPとの間に上述のスプリングSPが配置される。これにより、スプール50は、スリーブ40の内部に摺動自在に配置され、スプリングSPにより電磁部20側に付勢されている。そして、スプール50の移動に応じて、スリーブ40の入力ポート41iと出力ポート41oとの連通状態および出力ポート41oとドレンポート41dとの連通状態がスプール50のランド52によって変化させられることになる。 A land 51 of the spool 50 is slidably disposed in a hole (circular hole) formed in the sleeve 40 so as to communicate with the input chamber 42i from the electromagnetic portion 20 side. A contact portion 51a and a stopper portion 51s are formed at the tip of the land 51 (the left end in FIG. 4) to contact the rod 21 of the electromagnetic portion 20. As shown in FIG. Further, the land 54 of the spool 50 is slidably disposed in a hole (circular hole) formed in the sleeve 40 so as to communicate with the feedback chamber 42f from the spring SP (cap CP) side. The spring SP described above is arranged between CP. As a result, the spool 50 is slidably disposed inside the sleeve 40 and biased toward the electromagnetic portion 20 by the spring SP. As the spool 50 moves, the land 52 of the spool 50 changes the state of communication between the input port 41i and the output port 41o of the sleeve 40 and the state of communication between the output port 41o and the drain port 41d.

上述のように構成された第1および第2リニアソレノイドバルブ151,152では、それぞれ、スプリングSPによりスプール50に付与される電磁部20側への付勢力と、電磁部20(コイル)に供給される電流により電磁部20からスプール50に付与される電磁部20側とは反対側への推力と、出力ポート41oからフィードバックポート41fに供給される油圧によりスプール50に付与される電磁部20側への推力とをバランスさせることで、元圧生成バルブ14(ポンプ13)側から入力ポート41iに供給されて出力ポート41oから流出する作動油を所望の圧力に調圧することができる。 In the first and second linear solenoid valves 151 and 152 configured as described above, the biasing force applied to the spool 50 by the spring SP toward the electromagnetic portion 20 and the biasing force applied to the electromagnetic portion 20 (coil) A thrust applied to the spool 50 from the electromagnetic unit 20 by the current applied to the spool 50 toward the side opposite to the electromagnetic unit 20 side and a hydraulic pressure supplied from the output port 41o to the feedback port 41f to the electromagnetic unit 20 side applied to the spool 50 By balancing with the thrust of , it is possible to adjust the pressure of the hydraulic oil supplied from the source pressure generating valve 14 (pump 13) side to the input port 41i and flowing out from the output port 41o to a desired pressure.

具体的には、第1および第2リニアソレノイドバルブ151,152では、それぞれ、電磁部20のコイルに電力が供給されていないときには、図4および図5(a)に示すように、スプール50(およびロッド21)がスプリングSPの付勢力により電磁部20のプランジャに対して(図4および図5における左側に)押し付けられる。これにより、図5(a)に示すように、スプール50のランド52の入力室42i側の端面52iが第1連通室45内に位置すると共に、ランド52のドレン室42d側の端面52dが出力室42o内に位置する。ランド52の入力室42i側の端面52iが第1連通室45内に位置することにより、入力ポート41iと出力ポート41oとが、ランド52の外周面と第1連通室45を画成するスリーブ40の内周面との僅かなクリアランスを介して連通する。更に、ランド52のドレン室42d側の端面52dが出力室42o内に位置することにより、出力室42oとドレン室42dとが第2連通室46を介して十分な連通量で連通する。以下、第1および第2リニアソレノイドバルブ151,152のこうした状態を「第1状態」という。 Specifically, in the first and second linear solenoid valves 151 and 152, when power is not supplied to the coil of the electromagnetic section 20, as shown in FIGS. 4 and 5(a), the spool 50 ( and rod 21) are pressed against the plunger of the electromagnetic section 20 (to the left in FIGS. 4 and 5) by the biasing force of the spring SP. As a result, as shown in FIG. 5A, the end surface 52i of the land 52 of the spool 50 on the side of the input chamber 42i is located in the first communication chamber 45, and the end surface 52d of the land 52 on the side of the drain chamber 42d is output. Located in chamber 42o. By positioning the end surface 52i of the land 52 on the input chamber 42i side within the first communication chamber 45, the input port 41i and the output port 41o form the sleeve 40 that defines the outer peripheral surface of the land 52 and the first communication chamber 45. communicates through a slight clearance with the inner peripheral surface of the Furthermore, by positioning the end face 52d of the land 52 on the drain chamber 42d side inside the output chamber 42o, the output chamber 42o and the drain chamber 42d communicate with each other through the second communication chamber 46 with a sufficient amount of communication. Hereinafter, such a state of the first and second linear solenoid valves 151, 152 will be referred to as "first state".

電磁部20に電流が供給されてロッド21がプランジャと共にスプリングSP側(図4および図5における右側)に移動すると、スプール50は、ロッド21により押圧されてスプリングSPの付勢力に抗してスプリングSP(キャップCP)側に移動する。第1および第2リニアソレノイドバルブ151,152では、スプール50がスプリングSP側に移動していくと、図5(b)に示すように、ランド52の入力室42i側の端面52iが第1連通室45内に位置しつつ、ランド52のドレン室42d側の端面52dが出力室42oと第2連通室46との境界を越えて第2連通室46内に位置する。ランド52の入力室42i側の端面52iが第1連通室45内に位置することにより、入力ポート41iと出力ポート41oとが、ランド52の外周面と第1連通室45を画成するスリーブ40の内周面との僅かなクリアランスを介して連通する。更に、ランド52のドレン室42d側の端面52dが第2連通室46内に位置することにより、出力ポート41oとドレンポート41dとが、ランド52の外周面と第2連通室46を画成するスリーブ40の内周面との僅かなクリアランスを介して連通する。以下、第1および第2リニアソレノイドバルブ151,152のこうした状態を「第2状態」という。 When a current is supplied to the electromagnetic portion 20 and the rod 21 moves together with the plunger toward the spring SP (to the right in FIGS. 4 and 5), the spool 50 is pressed by the rod 21 against the biasing force of the spring SP. Move to the SP (cap CP) side. In the first and second linear solenoid valves 151 and 152, as the spool 50 moves toward the spring SP, as shown in FIG. While positioned within the chamber 45 , the end surface 52 d of the land 52 on the drain chamber 42 d side crosses the boundary between the output chamber 42 o and the second communication chamber 46 and is positioned within the second communication chamber 46 . By positioning the end surface 52i of the land 52 on the input chamber 42i side within the first communication chamber 45, the input port 41i and the output port 41o form the sleeve 40 that defines the outer peripheral surface of the land 52 and the first communication chamber 45. communicates through a slight clearance with the inner peripheral surface of the Furthermore, the end surface 52d of the land 52 on the drain chamber 42d side is positioned within the second communication chamber 46, so that the output port 41o and the drain port 41d define the outer peripheral surface of the land 52 and the second communication chamber 46. It communicates with the inner peripheral surface of the sleeve 40 through a slight clearance. Hereinafter, such a state of the first and second linear solenoid valves 151, 152 will be referred to as "second state".

電磁部20に供給される電流が更に大きくなって、スプール50が更にロッド21により押圧されてスプリングSP(キャップCP)側に移動していくと、図5(c)に示すように、ランド52のドレン室42d側の端面52dが第2連通室46内に位置しつつ、ランド52の入力室42i側の端面52iが第1連通室45と出力室42oとの境界を越えて出力室42o内に位置する。ランド52の端面52iが出力室42o内に位置することにより、第1連通室45を介して入力室42iと出力室42oとが十分な連通量で連通する。更に、ランド52のドレン室42d側の端面52dが第2連通室46内に位置することにより、出力ポート41oとドレンポート41dとが、ランド52の外周面と第2連通室46を画成するスリーブ40の内周面との僅かなクリアランスを介して連通する。以下、第1および第2リニアソレノイドバルブ151,152のこうした状態を「第3状態」という。 When the current supplied to the electromagnetic part 20 further increases and the spool 50 is further pressed by the rod 21 and moves toward the spring SP (cap CP), a land 52 is formed as shown in FIG. 5(c). While the end face 52d on the drain chamber 42d side of the land 52 is located in the second communication chamber 46, the end face 52i on the input chamber 42i side of the land 52 crosses the boundary between the first communication chamber 45 and the output chamber 42o and extends into the output chamber 42o. Located in By locating the end surface 52i of the land 52 in the output chamber 42o, the input chamber 42i and the output chamber 42o communicate with each other through the first communication chamber 45 with a sufficient amount of communication. Furthermore, the end surface 52d of the land 52 on the drain chamber 42d side is positioned within the second communication chamber 46, so that the output port 41o and the drain port 41d define the outer peripheral surface of the land 52 and the second communication chamber 46. It communicates with the inner peripheral surface of the sleeve 40 through a slight clearance. Hereinafter, such a state of the first and second linear solenoid valves 151, 152 will be referred to as "third state".

以下、第1および第2リニアソレノイドバルブ151,152のスプール50の初期位置(第1状態での位置)からの移動量を「ストローク量Sc1,Sc2」という。また、スプール50のランド52の入力室42i側の端面52iが第1連通室45と出力室42oとの境界に位置するときのストローク量Sc1,Sc2を「所定ストローク量Scref1,Scref2」という。スリーブ40の入力室42i(入力ポート41i)と出力室42o(出力ポート41o)との連通量は、ストローク量Sc1,Sc2が所定ストローク量Scref1,Scref2以下であるとき(第1状態や第2状態であるとき)には、所定量(ランド52の外周面と第1連通室45を画成するスリーブ40の内周面との僅かなクリアランス)となり、ストローク量Sc1,Sc2が所定ストローク量Scref1,Scref2よりも大きいとき(第3状態であるとき)には、ストローク量Sc1,Sc2が大きくなるにつれて所定量から徐々に多くなる。このため、ストローク量Sc1,Sc2が所定ストローク量Scref1,Scref2よりも大きいときには、ストローク量Sc1,Sc2が所定ストローク量Scref1,Scref2以下であるときに比して、バルブ部30のスプール50の単位移動量当たりのスリーブ40の入力室42i(入力ポート41i)と出力室42o(出力ポート41o)との連通量の変化量、ひいては、第1および第2リニアソレノイドバルブ151,152の出力ポート41oからの出力油圧の変化量が大きくなる。 Hereinafter, the amount of movement of the spool 50 of the first and second linear solenoid valves 151, 152 from the initial position (the position in the first state) will be referred to as "stroke amounts Sc1, Sc2". Stroke amounts Sc1 and Sc2 when the end surface 52i of the land 52 of the spool 50 on the side of the input chamber 42i is positioned at the boundary between the first communication chamber 45 and the output chamber 42o are referred to as "predetermined stroke amounts Scref1 and Scref2." The amount of communication between the input chamber 42i (input port 41i) and the output chamber 42o (output port 41o) of the sleeve 40 is controlled when the stroke amounts Sc1 and Sc2 are equal to or smaller than the predetermined stroke amounts Scref1 and Scref2 (first state and second state). state), the clearance becomes a predetermined amount (slight clearance between the outer peripheral surface of the land 52 and the inner peripheral surface of the sleeve 40 defining the first communication chamber 45), and the stroke amounts Sc1 and Sc2 reach the predetermined stroke amount Scref1. , Scref2 (in the third state), the stroke amounts Sc1 and Sc2 gradually increase from the predetermined amount as the stroke amounts Sc1 and Sc2 increase. Therefore, when the stroke amounts Sc1 and Sc2 are larger than the predetermined stroke amounts Scref1 and Scref2, the unit movement of the spool 50 of the valve portion 30 is smaller than when the stroke amounts Sc1 and Sc2 are equal to or less than the predetermined stroke amounts Scref1 and Scref2. The amount of change in the amount of communication between the input chamber 42i (input port 41i) and the output chamber 42o (output port 41o) of the sleeve 40 per amount, and the output port 41o of the first and second linear solenoid valves 151 and 152 The amount of change in the output hydraulic pressure of becomes large.

ポンプ13、元圧生成バルブ14の信号圧生成バルブ、第1および第2リニアソレノイドバルブ151,152、制御装置100等には、電源としての補機バッテリ60から電力が供給される。補機バッテリ60は、例えば12Vの定格電圧を有する鉛蓄電池等である。 Electric power is supplied to the pump 13, the signal pressure generating valve of the source pressure generating valve 14, the first and second linear solenoid valves 151 and 152, the control device 100, and the like from an auxiliary battery 60 as a power source. Auxiliary battery 60 is, for example, a lead-acid battery having a rated voltage of 12V.

ロボット装置1の制御装置100は、CPU、ROM、RAM、入出力インターフェース等を含むマイクロコンピュータや各種ロジックIC等(何れも図示省略)を含む。制御装置100は、第1および第2リニアソレノイドバルブ151,152の下流側で油路L0における作動油の圧力である油圧(流体圧)を検出する図示しない元圧センサ、補機バッテリ60の電圧を検出する図示しない電圧センサの検出値等を入力する。制御装置100は、元圧センサにより検出される油路L0における油圧が目標値になるように、ポンプ13をデューティ制御すると共に、元圧生成バルブ14の信号圧生成バルブの電磁部に供給される電流を制御する。制御装置100は、第1および第2リニアソレノイドバルブ151,152から各流体アクチュエータMに要求(目標油圧)に応じた油圧が供給されるように第1および第2リニアソレノイドバルブ151,152の各電磁部20への目標電流を設定し、目標電流に基づいて各電磁部20に供給される電流を制御する。 A control device 100 of the robot device 1 includes a microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, an input/output interface, etc., and various logic ICs (all not shown). The control device 100 detects the hydraulic pressure (fluid pressure), which is the pressure of the working oil in the oil passage L0 downstream of the first and second linear solenoid valves 151 and 152, and the voltage of the auxiliary battery 60. A detection value of a voltage sensor (not shown) for detecting is inputted. The control device 100 duty-controls the pump 13 so that the oil pressure in the oil passage L0 detected by the source pressure sensor reaches a target value, and supplies the signal to the electromagnetic portion of the signal pressure generation valve of the source pressure generation valve 14. control the current. The control device 100 controls the first and second linear solenoid valves 151 and 152 so that hydraulic pressure corresponding to a request (target hydraulic pressure) is supplied from the first and second linear solenoid valves 151 and 152 to each fluid actuator M. A target current to the electromagnetic section 20 is set, and the current supplied to each electromagnetic section 20 is controlled based on the target current.

図6は、制御装置100における第1および第2リニアソレノイドバルブ151,152の制御部を示すブロック図である。同図に示すように、制御装置100は、それぞれコンピュータのCPUやROM,RAMといったハードウェアと、コンピュータにインストールされた制御プログラムといったソフトウェアとの少なくとも何れか一方により構築される、目標位置設定部101と、現在位置導出部102と、トルク演算部103および重力補償部104を含む目標トルク設定部105と、目標剛性設定部106と、収縮率設定部107、収縮力算出部108および目標圧力導出部109を含む目標圧力設定部110と、目標電流設定部111と、第1および第2バルブ駆動部112,113とを含む機能ブロックを有する。 FIG. 6 is a block diagram showing control units for the first and second linear solenoid valves 151 and 152 in the control device 100. As shown in FIG. As shown in the figure, the control device 100 includes a target position setting unit 101 constructed by at least one of hardware such as a computer CPU, ROM, and RAM, and software such as a control program installed in the computer. , a current position derivation unit 102, a target torque setting unit 105 including a torque calculation unit 103 and a gravity compensation unit 104, a target stiffness setting unit 106, a contraction rate setting unit 107, a contraction force calculation unit 108, and a target pressure derivation unit It has a functional block including a target pressure setting section 110 including 109 , a target current setting section 111 , and first and second valve drive sections 112 and 113 .

目標位置設定部101は、ハンド部4の把持対象の位置や、ユーザにより与えられるハンド部4の移動中の目標速度および目標加速度に基づいて、ハンド部4の最終的な目標位置である目標到達位置(3次元座標)と、ハンド部4の初期位置から目標到達位置までの軌道であって複数の目標位置すなわち経由位置(3次元座標)を含む目標軌道とを設定する。 The target position setting unit 101 sets the target position, which is the final target position of the hand unit 4, based on the position of the object to be gripped by the hand unit 4 and the target velocity and target acceleration during movement of the hand unit 4 given by the user. A position (three-dimensional coordinates) and a target trajectory, which is a trajectory from the initial position of the hand unit 4 to a target arrival position and includes a plurality of target positions, that is, intermediate positions (three-dimensional coordinates), are set.

現在位置導出部102は、ロボットアーム2の関節J1-J3の関節角度θ1,θ2,θ3とロボットアーム2(ロボット装置1)の諸元(アーム3の寸法等)とに基づいて、ハンド部4(予め定められた基準点)の現在位置(3次元座標)を導出する。関節J1-J3の関節角度θ1-θ3は、ロボットアーム2に設けられた複数の関節角度センサ7の対応する何れかにより検出される。以下、“i”を関節の番号として(ただし、本実施形態において、i=1,2,3である。)、i番目の関節を“関節Ji”といい、関節Jiの関節角度を“θi”という。 Based on the joint angles θ1, θ2, θ3 of the joints J1-J3 of the robot arm 2 and the specifications of the robot arm 2 (robot apparatus 1) (such as the dimensions of the arm 3), the current position derivation unit 102 calculates the position of the hand unit 4. A current position (three-dimensional coordinates) of (predetermined reference point) is derived. The joint angles θ1-θ3 of the joints J1-J3 are detected by corresponding one of the joint angle sensors 7 provided on the robot arm 2 . Hereinafter, "i" is a joint number (in this embodiment, i=1, 2, 3), the i-th joint is referred to as "joint Ji", and the joint angle of joint Ji is "θi ”.

目標トルク設定部105のトルク演算部103は、関節J1-J3ごとに、ハンド部4が現在位置から目標位置まで移動するように関節Jiを介して連結された2つのアーム3(アーム3および支持部材5)を相対的に回動させる関節トルクTj(i)を算出する。目標トルク設定部105の重力補償部104は、関節J1-J3ごとに、関節角度θ1-θ3とロボットアーム2(ロボット装置1)の諸元(アーム3の寸法等)とに基づいてロボットアーム2の姿勢を維持するのに必要な重力補償トルクTc(i)を算出する。そして、目標トルク設定部105は、関節トルクTj(i)と重力補償トルクTc(i)との和を、関節Jiを介して連結される2つのアーム3等を相対的に回動させるための関節トルクの目標値(目標駆動力)である目標トルクTtag(i)に設定する。 The torque calculation unit 103 of the target torque setting unit 105 calculates two arms 3 (the arm 3 and the support arm 3) connected via the joint Ji so that the hand unit 4 moves from the current position to the target position for each joint J1-J3. A joint torque Tj(i) for relatively rotating the member 5) is calculated. The gravity compensation unit 104 of the target torque setting unit 105 adjusts the robot arm 2 based on the joint angles θ1-θ3 and the specifications of the robot arm 2 (robot device 1) (such as the dimensions of the arm 3) for each of the joints J1-J3. Gravity compensation torque Tc(i) required to maintain the attitude of . Then, the target torque setting unit 105 sets the sum of the joint torque Tj(i) and the gravity compensation torque Tc(i) as A target torque Ttag(i), which is a target value (target driving force) of the joint torque, is set.

目標剛性設定部106は、少なくともロボット装置1すなわちハンド部4の目標位置に基づいて、関節J1-J3ごとに、関節Jiがもつべき剛性、すなわち関節Jiを介して連結される2つのアーム3等(リンク)を単位角度だけ相対的に回動させるのに必要な力(トルク)であって、2つのアーム3等を相対的に回動させようとする外力に対する関節Jiの動きにくさを示す目標剛性R(i)を設定する。 Based on at least the target position of the robot device 1, that is, the hand unit 4, the target stiffness setting unit 106 determines the stiffness that the joints Ji should have, that is, the two arms 3 and the like connected via the joints Ji, for each of the joints J1 to J3. The force (torque) required to relatively rotate the (link) by a unit angle, and indicates the difficulty of movement of the joint Ji against an external force that relatively rotates the two arms 3, etc. A target stiffness R(i) is set.

目標圧力設定部110の収縮率設定部107は、関節J1-J3ごとに、ハンド部4の現在位置に応じた関節Jiの関節角度θiに基づいて、関節Jiに対応した上記第1の人工筋肉AM1を構成する2つの流体アクチュエータMの収縮率Cr1(i)と、関節Jiに対応した上記第2の人工筋肉AM2を構成する2つの流体アクチュエータMの収縮率Cr2(i)とを設定する。収縮率Cr1(i),Cr2(i)は、それぞれ該当する流体アクチュエータMのチューブTの軸方向における自然長に対する収縮したチューブTの軸長の割合を示す。 The contraction rate setting unit 107 of the target pressure setting unit 110 sets the first artificial muscle corresponding to the joint Ji based on the joint angle θi of the joint Ji corresponding to the current position of the hand unit 4 for each of the joints J1 to J3. The contraction rate Cr1(i) of the two fluid actuators M forming AM1 and the contraction rate Cr2(i) of the two fluid actuators M forming the second artificial muscle AM2 corresponding to the joint Ji are set. The contraction ratios Cr1(i) and Cr2(i) indicate the ratio of the axial length of the contracted tube T to the natural length of the tube T of the corresponding fluid actuator M in the axial direction.

目標圧力設定部110の収縮力算出部108は、関節J1-J3ごとに、目標トルク設定部105により設定された目標トルクTtag(i)と、目標剛性設定部106により設定された目標剛性R(i)とに基づいて、関節Jiを介して連結された2つのアーム3等を目標トルクTtag(i)で相対的に回動させる際に関節Jiに対応した複数(一対)の流体アクチュエータMに要求される収縮力Fc1(i),Fc2(i)を算出する。収縮力Fc1(i)は、各関節Jiに対応した第1の人工筋肉AM1を構成する2つの流体アクチュエータMのチューブTの収縮により発生させるべき力であり、収縮力Fc2(i)は、各関節Jiに対応した第2の人工筋肉AM2を構成する2つの流体アクチュエータMのチューブTの収縮により発生させるべき力である。 The contractile force calculator 108 of the target pressure setting unit 110 calculates the target torque Ttag(i) set by the target torque setting unit 105 and the target stiffness R ( i), when the two arms 3 or the like connected via the joint Ji are relatively rotated by the target torque Ttag(i), a plurality (a pair of) fluid actuators M corresponding to the joint Ji are provided with Calculate the required contractile forces Fc1(i) and Fc2(i). The contractile force Fc1(i) is the force to be generated by contracting the tubes T of the two fluid actuators M constituting the first artificial muscle AM1 corresponding to each joint Ji, and the contractile force Fc2(i) This is the force to be generated by the contraction of the tubes T of the two fluid actuators M forming the second artificial muscle AM2 corresponding to the joint Ji.

目標圧力設定部110の目標圧力導出部109は、関節J1-J3ごとに、図7に例示する目標圧力設定マップから、収縮率設定部107により設定された収縮率Cr1(i)と収縮力算出部108により算出された収縮力Fc1(i)とに対応した圧力を導出して第1の人工筋肉AM1を構成する2つの流体アクチュエータMの目標圧力Ptag1(i)に設定する。また、目標圧力導出部109は、関節J1-J3ごとに、図7に例示する目標圧力設定マップから、収縮率設定部107により設定された収縮率Cr2(i)と収縮力算出部108により算出された収縮力Fc2(i)とに対応した圧力を導出して第2の人工筋肉AM2を構成する2つの流体アクチュエータMの目標圧力Ptag2(i)に設定する。 The target pressure derivation unit 109 of the target pressure setting unit 110 calculates the contraction rate Cr1(i) set by the contraction rate setting unit 107 and the contraction force from the target pressure setting map illustrated in FIG. 7 for each of the joints J1 to J3. A pressure corresponding to the contractile force Fc1(i) calculated by the unit 108 is derived and set as the target pressure Ptag1(i) of the two fluid actuators M constituting the first artificial muscle AM1. The target pressure derivation unit 109 calculates the contraction rate Cr2(i) set by the contraction rate setting unit 107 and the contraction force calculation unit 108 from the target pressure setting map illustrated in FIG. 7 for each of the joints J1 to J3. The target pressure Ptag2(i) of the two fluid actuators M constituting the second artificial muscle AM2 is set by deriving the pressure corresponding to the contraction force Fc2(i).

図7の目標圧力設定マップは、人工筋肉としての流体アクチュエータMの静特性を示すものであり、流体アクチュエータMに供給される油圧ごとに、チューブTの収縮率とチューブTが発生する収縮力との関係を規定するように予め実験・解析を経て作成されたものである。このように、チューブTの収縮率Cr1(i),Cr2(i)および収縮力Fc1(i),Fc2(i)に対応した圧力を目標圧力Ptag1(i),Ptag2(i)に設定することで、ロボットアーム2への要求に応じて目標圧力Ptag1(i),Ptag2(i)を精度よく設定することができる。 The target pressure setting map in FIG. 7 shows the static characteristics of the fluid actuator M as an artificial muscle. It was created through experiments and analyzes in advance so as to define the relationship of In this way, pressures corresponding to contraction rates Cr1(i), Cr2(i) and contraction forces Fc1(i), Fc2(i) of the tube T are set as target pressures Ptag1(i), Ptag2(i). , the target pressures Ptag1(i) and Ptag2(i) can be accurately set according to the requirements for the robot arm 2. FIG.

目標電流設定部111は、目標圧力設定部110により設定された目標圧力Ptag1(i),Ptag2(i)を関節Jiの第1および第2リニアソレノイドバルブ151,152の電磁部20への目標電流Itag1(i),Itag2(i)に変換する。本実施形態において、第1および第2リニアソレノイドバルブ151,152が常閉型リニアソレノイドバルブであるから、目標電流設定部111は、目標圧力Ptag1(i),Ptag2(i)が大きいほど大きくなるように目標電流Itag1(i),Itag2(i)を設定する。 The target current setting unit 111 applies the target pressures Ptag1(i) and Ptag2(i) set by the target pressure setting unit 110 to the target currents to the electromagnetic units 20 of the first and second linear solenoid valves 151 and 152 of the joint Ji. Convert to Itag1(i) and Itag2(i). In this embodiment, since the first and second linear solenoid valves 151 and 152 are normally closed linear solenoid valves, the target current setting unit 111 increases as the target pressures Ptag1(i) and Ptag2(i) increase. The target currents Itag1(i) and Itag2(i) are set as follows.

第1および第2バルブ駆動部112,113は、関節J1-J3ごとの第1および第2リニアソレノイドバルブ151,152にそれぞれ対応して設けられる。第1および第2バルブ駆動部112,113は、目標電流設定部111により設定された目標電流Itag1(i),Itag2(i)に基づいて関節Jiの第1および第2リニアソレノイドバルブ151,152の各電磁部20に供給される電流を制御する。このようにして、関節Jiの第1および第2リニアソレノイドバルブ151,152は、目標圧力Ptag1(i),Ptag2(i)に応じた油圧を生成するように制御される。 The first and second valve driving units 112, 113 are provided corresponding to the first and second linear solenoid valves 151, 152 of the joints J1-J3, respectively. The first and second valve driving units 112 and 113 operate the first and second linear solenoid valves 151 and 152 of the joint Ji based on the target currents Itag1(i) and Itag2(i) set by the target current setting unit 111. controls the current supplied to each electromagnetic part 20 of the . In this manner, the first and second linear solenoid valves 151, 152 of the joint Ji are controlled to generate hydraulic pressures corresponding to the target pressures Ptag1(i), Ptag2(i).

次に、関節Jiの第1および第2リニアソレノイドバルブ151,152に対応する第1および第2バルブ駆動部112,113の詳細について説明する。図8は、関節Jiの第1および第2リニアソレノイドバルブ151,152に対応する第1および第2バルブ駆動部112,113の詳細を示すブロック図である。同図に示すように、関節Jiの第1および第2バルブ駆動部112,113は、それぞれ、目標電圧設定部115と、ディザ指令値設定部116と、電圧重畳部117と、PWM信号生成部118と、駆動部119と、電流検出部120と、フィルタ処理部121とを含む。 Next, details of the first and second valve drive units 112, 113 corresponding to the first and second linear solenoid valves 151, 152 of the joint Ji will be described. FIG. 8 is a block diagram showing details of the first and second valve drive units 112, 113 corresponding to the first and second linear solenoid valves 151, 152 of the joint Ji. As shown in the figure, the first and second valve drive units 112 and 113 of the joint Ji respectively include a target voltage setting unit 115, a dither command value setting unit 116, a voltage superimposition unit 117, and a PWM signal generation unit. 118 , a drive unit 119 , a current detection unit 120 and a filter processing unit 121 .

各目標電圧設定部115は、それぞれ、目標電流設定部111により設定された関節Jiの第1および第2リニアソレノイドバルブ151,152の目標電流Itag1(i),Itag2(i)と、対応する電流検出部120により検出された関節Jiの第1および第2リニアソレノイドバルブ151,152に供給される電流Is1(i),Is2(i)に対して対応するフィルタ処理部121によりフィルタ処理された処理後電流Isf1(i),Isf2(i)と、の差分に基づくPI制御(比例積分制御)あるいはPID制御(比例積分微分制御)により、関節Jiの第1および第2リニアソレノイドバルブ151,152の目標電圧Vtag1(i),Vtag2(i)を算出する。すなわち、各目標電圧設定部115は、目標電流Itag1(i),Itag2(i)と処理後電流Isf1(i),Isf2(i)との差分に基づく比例項や積分項等の和を目標電圧Vtag1(i),Vtag2(i)として算出する。 Each target voltage setting unit 115 sets the target current Itag1(i), Itag2(i) of the first and second linear solenoid valves 151, 152 of the joint Ji set by the target current setting unit 111, and the corresponding current Filter processing by the filter processing unit 121 corresponding to the currents Is1(i) and Is2(i) supplied to the first and second linear solenoid valves 151 and 152 of the joint Ji detected by the detection unit 120. The first and second linear solenoid valves 151, 152 of the joint Ji are controlled by PI control (proportional-integral control) or PID control (proportional-integral-derivative control) based on the difference between the post-currents Isf1(i), Isf2(i). Target voltages Vtag1(i) and Vtag2(i) are calculated. That is, each target voltage setting unit 115 sets the sum of a proportional term and an integral term based on the difference between the target currents Itag1(i), Itag2(i) and the post-processing currents Isf1(i), Isf2(i) to the target voltage. Calculate as Vtag1(i) and Vtag2(i).

各ディザ指令値設定部116は、それぞれ、対応する電圧重畳部117により生成される電圧指令値Vcom1(i),Vcom2(i)を、対応する目標電圧設定部115により設定される目標電圧Vtag1(i),Vtag2(i)に対してディザ周期Tdiz1(i),Tdiz2(i)かつディザ振幅Adiz1(i),Adiz2(i)の例えば正弦波状に変動させるためのディザ指令値Vdiz1(i),Vdiz2(i)を生成する。 Each dither command value setting unit 116 converts the voltage command values Vcom1(i) and Vcom2(i) generated by the corresponding voltage superimposing unit 117 to the target voltage Vtag1(i) set by the corresponding target voltage setting unit 115 ( i), dither command values Vdiz1(i) for varying the dither cycles Tdiz1(i), Tdiz2(i) and the dither amplitudes Adiz1(i), Adiz2(i) for Vtag2(i), for example, sinusoidally, Generate Vdiz2(i).

ここで、ディザ周期Tdiz1(i),Tdiz2(i)は、それぞれ、PWM信号生成部118により生成されるPWM信号Spwm1(i),Spwm2(i)の周期(PWM周期)Tpwm1(i),Tpwm2(i)よりも長い時間に設定される。ディザ振幅Adiz1(i),Adiz2(i)は、関節Jiの第1および第2リニアソレノイドバルブ151,152に供給される電流Is1(i),Is2(i)の、PWM周期Tpwm1(i),Tpwm2(i)における変動量(振幅)よりもディザ周期Tdiz1(i),Tdiz2(i)における変動量(振幅)が大きくなるように設定される。ディザ周期Tdiz1(i),Tdiz2(i)およびディザ振幅Adiz1(i),Adiz2(i)の詳細については後述する。 Here, the dither cycles Tdiz1(i) and Tdiz2(i) are the cycles (PWM cycles) Tpwm1(i) and Tpwm2 of the PWM signals Spwm1(i) and Spwm2(i) generated by the PWM signal generator 118, respectively. It is set to a time longer than (i). The dither amplitudes Adiz1(i), Adiz2(i) are the PWM periods Tpwm1(i), The amount of variation (amplitude) in the dither cycles Tdiz1(i) and Tdiz2(i) is set to be larger than the amount of variation (amplitude) in Tpwm2(i). Details of the dither periods Tdiz1(i), Tdiz2(i) and the dither amplitudes Adiz1(i), Adiz2(i) will be described later.

各電圧重畳部117は、それぞれ、対応する目標電圧設定部115により設定された目標電圧Vtag1(i),Vtag2(i)に、対応するディザ指令値設定部116により設定されたディザ指令値Vdiz1(i),Vdiz2(i)を重畳させて、関節Jiの第1および第2リニアソレノイドバルブ151,152の電圧指令値Vcom1(i),Vcom2(i)を生成する。すなわち、各電圧重畳部117は、目標電圧Vtag1(i),Vtag2(i)をディザ振幅Adiz1(i),Adiz2(i)およびディザ周期Tdiz1(i),Tdiz2(i)で変動させた電圧指令値Vcom1(i),Vcom2(i)を生成する。以下、目標電圧Vtag1(i),Vtag2(i)にディザ指令値Vdiz1(i),Vdiz2(i)を重畳させて電圧指令値Vcom1(i),Vcom2(i)を生成することを「ディザ制御」という。 Each voltage superimposing unit 117 applies the dither command value Vdiz1 ( i) and Vdiz2(i) are superimposed to generate voltage command values Vcom1(i) and Vcom2(i) for the first and second linear solenoid valves 151 and 152 of the joint Ji. That is, each voltage superimposing unit 117 generates voltage commands obtained by varying target voltages Vtag1(i) and Vtag2(i) with dither amplitudes Adiz1(i) and Adiz2(i) and dither cycles Tdiz1(i) and Tdiz2(i). Generate the values Vcom1(i) and Vcom2(i). Generating the voltage command values Vcom1(i) and Vcom2(i) by superimposing the dither command values Vdiz1(i) and Vdiz2(i) on the target voltages Vtag1(i) and Vtag2(i) is hereinafter referred to as “dither control. ”.

各PWM信号生成部118は、それぞれ、PWM周期Tpwm1(i),Tpwm2(i)ごとに、対応する電圧重畳部117により生成された電圧指令値Vcom1(i),Vcom2(i)を、関節Jiの第1および第2リニアソレノイドバルブ151,152のパルス幅変調(PWM)信号Spwm1(i),Spwm2(i)に変換して、対応する駆動部119に出力する。上述したように、PWM周期Tpwm1(i),Tpwm2(i)は、ディザ周期Tdiz1(i),Tdiz2(i)よりも短い時間に設定される。 Each PWM signal generation unit 118 applies the voltage command values Vcom1(i) and Vcom2(i) generated by the corresponding voltage superimposition unit 117 to the joint Ji in each PWM period Tpwm1(i) and Tpwm2(i), respectively. are converted into pulse width modulation (PWM) signals Spwm1(i) and Spwm2(i) of the first and second linear solenoid valves 151 and 152, and output to the corresponding drive units 119. FIG. As described above, the PWM cycles Tpwm1(i), Tpwm2(i) are set shorter than the dither cycles Tdiz1(i), Tdiz2(i).

各駆動部119は、それぞれMOSFETであるスイッチング素子SWを有する。スイッチング素子SWのドレインは、補機バッテリ60の正極に接続され、スイッチング素子SWのソースは、関節Jiの第1および第2リニアソレノイドバルブ151,152の電磁部20と電流検出部120の図示しないシャント抵抗とを介して接地され、スイッチング素子SWのゲートは、対応するPWM信号生成部118に接続される。なお、スイッチング素子SWは、MOSFETに代えて、バイポーラトランジスタやIGBTであってもよい。 Each driving unit 119 has a switching element SW, which is a MOSFET. The drain of the switching element SW is connected to the positive electrode of the auxiliary battery 60, and the source of the switching element SW is connected to the electromagnetic section 20 of the first and second linear solenoid valves 151 and 152 of the joint Ji and the current detection section 120 (not shown). The gate of the switching element SW is connected to the corresponding PWM signal generator 118 . Note that the switching element SW may be a bipolar transistor or an IGBT instead of the MOSFET.

各駆動部119では、それぞれ、対応するPWM信号生成部118からのPWM信号Spwm1(i),Spwm2(i)によりスイッチング素子SWがオンされると、補機バッテリ60の電圧Vbatが対応する電磁部20(コイル)にそれぞれ印加され、電磁部20に起電流が流れる。また、各駆動部119では、それぞれ、対応するPWM信号生成部118からのPWM信号Spwm1(i),Spwm2(i)によりスイッチング素子SWがオフされると、対応する電磁部20(コイル)が接地される。以下、PWM信号Spwm1(i),Spwm2(i)を用いてスイッチング素子SWをオンオフ制御することを「PWM制御」という。 In each drive unit 119, when the switching element SW is turned on by the PWM signals Spwm1(i) and Spwm2(i) from the corresponding PWM signal generation unit 118, the voltage Vbat of the auxiliary battery 60 changes to the corresponding electromagnetic unit. 20 (coil), and an electromotive current flows through the electromagnetic section 20 . Further, in each driving unit 119, when the switching element SW is turned off by the PWM signals Spwm1(i) and Spwm2(i) from the corresponding PWM signal generating unit 118, the corresponding electromagnetic unit 20 (coil) is grounded. be done. Hereinafter, ON/OFF control of the switching element SW using the PWM signals Spwm1(i) and Spwm2(i) is referred to as "PWM control".

各電流検出部120は、それぞれ、関節Jiの第1および第2リニアソレノイドバルブ151,152のうち対応するリニアソレノイドバルブの電磁部20に一端部が接続されると共に他端部が接地されたシャント抵抗と、シャント抵抗の対応する電磁部20側と接地側との電圧を検出するオペアンプと、オペアンプの出力(電圧のアナログ信号)を電流値のアナログ信号に変換して更にデジタル信号としての電流値Is1(i),Is2(i)に変換するA/D変換器とを有する(何れも図示省略)。 Each current detection unit 120 is a shunt having one end connected to the electromagnetic unit 20 of the corresponding one of the first and second linear solenoid valves 151 and 152 of the joint Ji and the other end grounded. An operational amplifier that detects the voltage between the resistor, the corresponding electromagnetic part 20 side of the shunt resistor, and the ground side, and the output of the operational amplifier (analog signal of voltage) is converted into an analog signal of current value, and the current value as a digital signal. and an A/D converter for converting to Is1(i) and Is2(i) (both not shown).

各フィルタ処理部121は、それぞれ、対応する電流検出部120により検出された電流値Is1(i),Is2(i)に対してフィルタ処理により上述のディザ周期Tdiz1(i),Tdiz2(i)の周波数成分を除去した処理後電流Isf1(i),Isf2(i)を対応する目標電圧設定部115に出力する。各フィルタ処理部121は、フィルタ処理としてディザ周期Tdiz1(i),Tdiz2(i)の周波数成分を除去できるものであればよく、例えば、バンドストップフィルタ(ノッチフィルタ)などが用いられる。 Each filter processing unit 121 filters the current values Is1(i) and Is2(i) detected by the corresponding current detection unit 120 so that the above dither cycles Tdiz1(i) and Tdiz2(i) are obtained. The processed currents Isf1(i) and Isf2(i) from which the frequency components have been removed are output to the corresponding target voltage setting units 115 . Each filter processing unit 121 can remove the frequency components of the dither cycles Tdiz1(i) and Tdiz2(i) as filter processing. For example, a band stop filter (notch filter) or the like is used.

こうした制御装置100の機能ブロックにより、特に、関節Jiの第1および第2バルブ駆動部112,113により、関節Jiの第1および第2リニアソレノイドバルブ151,152の電磁部20に供給される電流Is1(i),Is2(i)をディザ振幅Adiz1(i),Adiz2(i)かつディザ周期Tdiz1(i),Tdiz2(i)に基づいて変動させることができる。図9は、関節J1の第1リニアソレノイドバルブ151の電磁部20に供給される電流Is1(1)の様子を例示する説明図である。同図に示すように、ディザ周期Tdiz1(1)がPWM周期Tpwm1(1)よりも長くなっており、ディザ制御に起因する電流Is1の変動量(振幅)がPWM制御に起因する電流Is1(1)の変動量(振幅)よりも大きくなっている。関節J1の第2リニアソレノイドバルブ152や関節J2,J3の第1および第2リニアソレノイドバルブ151,152の電磁部20に供給される電流Is2(1),Is1(2),Is2(2),Is1(3),Is2(3)の様子は、電流Is1(i)の様子と同様である。したがって、電流Is1(1),Is2(1),Is1(2),Is2(2),Is1(3),Is2(3)の主としてディザ制御に起因する変動に基づいて、関節J1-J3ごとの第1および第2リニアソレノイドバルブ151,152のプランジャやロッド21、スプール50を微振動させることができる。この結果、プランジャ、ロッド21、スプール50の摺動抵抗による出力圧のヒステリシスをより適切に低減し、関節J1-J3ごとの第1および第2リニアソレノイドバルブ151,152の応答性の低下や応答バラツキ、出力圧のバラツキの抑制をより適切に図ることができる。 By means of such functional blocks of the control device 100, in particular, the current supplied to the electromagnetic parts 20 of the first and second linear solenoid valves 151, 152 of the joint Ji by the first and second valve drive parts 112, 113 of the joint Ji Is1(i), Is2(i) can be varied based on dither amplitudes Adiz1(i), Adiz2(i) and dither periods Tdiz1(i), Tdiz2(i). FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating how the current Is1(1) supplied to the electromagnetic portion 20 of the first linear solenoid valve 151 of the joint J1. As shown in the figure, the dither cycle Tdiz1(1) is longer than the PWM cycle Tpwm1(1), and the variation (amplitude) of the current Is1 caused by the dither control is equal to the current Is1(1) caused by the PWM control. ) is larger than the variation (amplitude) of Currents Is2(1), Is1(2), Is2(2), Is2(2), The states of Is1(3) and Is2(3) are the same as those of the current Is1(i). Therefore, based on the variation of currents Is1(1), Is2(1), Is1(2), Is2(2), Is1(3), and Is2(3) mainly due to dither control, The plungers of the first and second linear solenoid valves 151 and 152, the rod 21, and the spool 50 can be finely vibrated. As a result, the hysteresis of the output pressure due to the sliding resistance of the plunger, the rod 21, and the spool 50 can be more appropriately reduced, and the responsiveness of the first and second linear solenoid valves 151 and 152 for each joint J1-J3 can be reduced. Variation and output pressure variation can be suppressed more appropriately.

本実施形態において、ディザ振幅Adiz1(i),Adiz2(i)は、関節Jiの第1および第2リニアソレノイドバルブ151,152のスプール50を微振動させることが可能な振幅として設定され、ディザ周期Tdiz1(i),Tdiz2(i)は、関節Jiの第1および第2リニアソレノイドバルブ151,152から出力される油圧(流体圧)のスプール50の微振動による変化に伴って関節Jiの第1および第2の人工筋肉AM1,AM2を構成する2つの流体アクチュエータMのチューブTを軸方向に伸縮させない周波数として設定される。このようにディザ周期Tdiz1(i),Tdiz2(i)およびディザ振幅Adiz1(i),Adiz2(i)を設定することにより、関節J1-J3ごとの第1および第2リニアソレノイドバルブ151,152のスプール50の微振動に起因する第1および第2の人工筋肉AM1,AM2の流体アクチュエータMのチューブTの軸方向における伸縮を抑制し、振動や騒音の発生、耐久性の低下を抑制することができる。また、このときには、スプール50の微振動により第1および第2リニアソレノイドバルブ151,152の出力圧のヒステリシスが十分に低減されているため、目標位置設定部101により設定されるハンド部4の目標位置(目標到達位置や、初期位置から目標到達位置までの軌道における経由位置)と現在位置導出部102により導出されるハンド部4の現在位置とのずれ量が所定ずれ量以下であるとき、すなわち、ハンド部4が目標位置に接近しているときに、ハンド部4を目標位置に精度よく到達させることができる。また、ユーザにより与えられるハンド部4の移動中の目標速度が所定速度以下であるとき、すなわち、ハンド部4をゆっくり動作させるときに、ハンド部4をより精度よく動作させることができる。ハンド部4をゆっくり動作させるときとしては、例えば、ハンド部4が目標位置に接近しているときや、把持対象としての壊れやすい物をハンド部4により把持するとき、把持対称としての倒れやすい物をハンド部4により把持して移動させるときなどを挙げることができる。 In this embodiment, the dither amplitudes Adiz1(i) and Adiz2(i) are set as amplitudes capable of micro-vibrating the spools 50 of the first and second linear solenoid valves 151 and 152 of the joint Ji. Tdiz1(i) and Tdiz2(i) correspond to changes in hydraulic pressure (fluid pressure) output from the first and second linear solenoid valves 151 and 152 of the joint Ji due to minute vibrations of the spool 50. and a frequency that does not extend or contract the tubes T of the two fluid actuators M constituting the second artificial muscles AM1 and AM2 in the axial direction. By setting the dither cycles Tdiz1(i), Tdiz2(i) and the dither amplitudes Adiz1(i), Adiz2(i) in this way, the first and second linear solenoid valves 151, 152 for each joint J1-J3 It is possible to suppress expansion and contraction in the axial direction of the tube T of the fluid actuator M of the first and second artificial muscles AM1 and AM2 caused by minute vibrations of the spool 50, thereby suppressing the generation of vibration and noise and the deterioration of durability. can. At this time, since the hysteresis of the output pressures of the first and second linear solenoid valves 151 and 152 is sufficiently reduced due to minute vibrations of the spool 50, the target position of the hand unit 4 set by the target position setting unit 101 is When the amount of deviation between the position (the target arrival position or the intermediate position on the trajectory from the initial position to the target arrival position) and the current position of the hand unit 4 derived by the current position derivation unit 102 is less than or equal to the predetermined deviation amount, i.e. , the hand portion 4 can be made to reach the target position with high accuracy when the hand portion 4 is approaching the target position. Further, when the target speed during movement of the hand portion 4 given by the user is equal to or less than a predetermined speed, that is, when the hand portion 4 is operated slowly, the hand portion 4 can be operated with higher accuracy. When the hand unit 4 is slowly moved, for example, when the hand unit 4 is approaching the target position, when the hand unit 4 grips a fragile object to be gripped, and when the hand unit 4 grips a fragile object to be gripped. is grasped by the hand portion 4 and moved.

なお、本実施形態では、設計の容易のために、ディザ周期Tdiz1(1),Tdiz2(1),Tdiz1(2),Tdiz2(2),Tdiz1(2),Tdiz2(2)は、全て同一に設定され、ディザ振幅Adiz1(1),Adiz2(1),Adiz1(1),Adiz2(2),Adiz1(1),Adiz2(2)は、全て同一に設定される。また、PWM周期Tpwm1(1),Tpwm2(1),Tpwm1(2),Tpwm2(2),Tpwm1(3),Tpwm2(3)は、全て同一に設定される。ただし、これに限定されるものではない。例えば、ディザ周期Tdiz1(1),Tdiz2(1),Tdiz1(2),Tdiz2(2),Tdiz1(2),Tdiz2(2)のうちの少なくとも一部を互いに異ならせてもよい。また、ディザ振幅Adiz1(1),Adiz2(1),Adiz1(1),Adiz2(2),Adiz1(1),Adiz2(2)のうちの少なくとも一部を互いに異ならせてもよい。更に、PWM周期Tpwm1(1),Tpwm2(1),Tpwm1(2),Tpwm2(2),Tpwm1(3),Tpwm2(3)のうちの少なくとも一部を互いに異ならせてもよい。 In this embodiment, the dither cycles Tdiz1(1), Tdiz2(1), Tdiz1(2), Tdiz2(2), Tdiz1(2), and Tdiz2(2) are all the same for ease of design. The dither amplitudes Adiz1(1), Adiz2(1), Adiz1(1), Adiz2(2), Adiz1(1), Adiz2(2) are all set to be the same. Also, the PWM cycles Tpwm1(1), Tpwm2(1), Tpwm1(2), Tpwm2(2), Tpwm1(3), Tpwm2(3) are all set to be the same. However, it is not limited to this. For example, at least part of the dither cycles Tdiz1(1), Tdiz2(1), Tdiz1(2), Tdiz2(2), Tdiz1(2), Tdiz2(2) may be different from each other. At least some of the dither amplitudes Adiz1(1), Adiz2(1), Adiz1(1), Adiz2(2), Adiz1(1), and Adiz2(2) may be different from each other. Furthermore, at least part of the PWM cycles Tpwm1(1), Tpwm2(1), Tpwm1(2), Tpwm2(2), Tpwm1(3), and Tpwm2(3) may be different from each other.

以上説明したように、ロボット装置1では、目標電流Itag1(i),Itag2(i)に基づく目標電圧Vtag1(i),Vtag2(i)と、ディザ振幅Adiz1(i),Adiz2(i)かつディザ周期Tdiz1(i),Tdiz2(i)を有するディザ指令値Vdiz1(i),Vdiz2(i)と、に基づくPWM信号Spwm1(i),Spwm2(i)を用いて関節Jiの第1および第2リニアソレノイドバルブ151,152に供給される電流を制御する。この場合に、ディザ振幅Adiz1(i),Adiz2(i)を、関節Jiの第1および第2リニアソレノイドバルブ151,152のスプール50を微振動させることが可能な振幅として設定する。また、ディザ周期Tdiz1(i),Tdiz2(i)を、関節Jiの第1および第2リニアソレノイドバルブ151,152から出力される油圧(流体圧)のスプール50の微振動による変化に伴って関節Jiの第1および第2の人工筋肉AM1,AM2を構成する2つの流体アクチュエータMのチューブTを軸方向に伸縮させない周波数として設定する。これにより、関節J1-J3ごとの第1および第2リニアソレノイドバルブ151,152のスプール50の微振動に起因する第1および第2の人工筋肉AM1およびAM2の流体アクチュエータMのチューブTの軸方向における伸縮を抑制し、振動や騒音の発生、耐久性の低下を抑制することができる。また、このときには、スプール50の微振動により第1および第2リニアソレノイドバルブ151,152の出力圧のヒステリシスが十分に低減されているため、例えば、ハンド部4が目標位置に接近しているときに、ハンド部4を目標位置に精度よく到達させることができ、ハンド部4をゆっくり動作させるときに、ハンド部4をより精度よく動作させることができる。 As described above, in the robot apparatus 1, the target voltages Vtag1(i) and Vtag2(i) based on the target currents Itag1(i) and Itag2(i), the dither amplitudes Adiz1(i) and Adiz2(i), and the dither PWM signals Spwm1(i), Spwm2(i) based on dither command values Vdiz1(i), Vdiz2(i) having periods Tdiz1(i), Tdiz2(i) are used to determine the first and second It controls the current supplied to the linear solenoid valves 151 and 152 . In this case, the dither amplitudes Adiz1(i) and Adiz2(i) are set as amplitudes capable of micro-vibrating the spools 50 of the first and second linear solenoid valves 151 and 152 of the joint Ji. In addition, the dither cycles Tdiz1(i) and Tdiz2(i) are set according to changes in the hydraulic pressure (fluid pressure) output from the first and second linear solenoid valves 151 and 152 of the joint Ji due to minute vibrations of the spool 50. A frequency is set at which the tubes T of the two fluid actuators M constituting the first and second artificial muscles AM1 and AM2 of Ji are not stretched or contracted in the axial direction. As a result, the axial direction of the tube T of the fluid actuator M of the first and second artificial muscles AM1 and AM2 caused by the slight vibration of the spools 50 of the first and second linear solenoid valves 151 and 152 for each joint J1-J3 It is possible to suppress the expansion and contraction at, and suppress the generation of vibration and noise, and the deterioration of durability. Further, at this time, since the hysteresis of the output pressures of the first and second linear solenoid valves 151 and 152 is sufficiently reduced due to minute vibrations of the spool 50, for example, when the hand unit 4 is approaching the target position, Moreover, the hand portion 4 can be caused to reach the target position with high accuracy, and the hand portion 4 can be moved more accurately when the hand portion 4 is moved slowly.

また、ディザ周期Tdiz1(i),Tdiz2(i)を、PWM信号Spwm1(i),Spwm2(i)の周期(PWM周期)Tpwm1(i),Tpwm2(i)よりも長い時間に設定する。これにより、主としてディザ制御に起因する電流Is1(i),Is2(i)の変動に基づいて、第1および第2リニアソレノイドバルブ151,152のプランジャやロッド21、スプール50を微振動させることができる。この結果、スプール50とスリーブ40との摺動抵抗の低減をより適切に図り、第1および第2リニアソレノイドバルブ151,152の応答性の低下や応答バラツキの抑制をより適切に図ることができる。 Also, the dither cycles Tdiz1(i) and Tdiz2(i) are set longer than the cycles (PWM cycles) Tpwm1(i) and Tpwm2(i) of the PWM signals Spwm1(i) and Spwm2(i). As a result, the plungers, rods 21, and spools 50 of the first and second linear solenoid valves 151 and 152 can be slightly vibrated based on fluctuations in the currents Is1(i) and Is2(i) mainly due to dither control. can. As a result, it is possible to more appropriately reduce the sliding resistance between the spool 50 and the sleeve 40, and to more appropriately suppress the decrease in responsiveness of the first and second linear solenoid valves 151 and 152 and the variation in response. .

上記実施形態では、関節J1-J3ごとの第1および第2リニアソレノイドバルブ151,152のディザ指令値Vdiz1(1),Vdiz2(1),Vdiz1(2),Vdiz2(2),Vdiz1(2),Vdiz2(2)の位相については説明を省略した。しかし、ディザ指令値Vdiz1(1),Vdiz2(1),Vdiz1(2),Vdiz2(2),Vdiz1(2),Vdiz2(2)の位相を全て同一としてもよいし、これらの位相のうちの少なくとも一部を互いに異ならせるものとしてもよい。この場合の例示の説明において、説明の容易のために、ディザ周期Tdiz1(1),Tdiz2(1),Tdiz1(2),Tdiz2(2),Tdiz1(3),Tdiz2(3)が同一である(以下、「Tdiz」という)として説明する。 In the above embodiment, the dither command values Vdiz1(1), Vdiz2(1), Vdiz1(2), Vdiz2(2), Vdiz1(2) of the first and second linear solenoid valves 151, 152 for each joint J1-J3 , Vdiz2(2) are omitted. However, the phases of the dither command values Vdiz1(1), Vdiz2(1), Vdiz1(2), Vdiz2(2), Vdiz1(2), and Vdiz2(2) may all be the same. At least part of them may be different from each other. In the description of the example in this case, for ease of description, the dither periods Tdiz1(1), Tdiz2(1), Tdiz1(2), Tdiz2(2), Tdiz1(3), Tdiz2(3) are the same. (hereinafter referred to as “Tdiz”).

ディザ指令値Vdiz1(1),Vdiz2(1),Vdiz1(2),Vdiz2(2),Vdiz1(2),Vdiz2(2)の位相を互いに異ならせる、例えば60°ずつ異ならせる場合について説明する。この場合、関節J1-J3ごとの第1および第2リニアソレノイドバルブ151,152の電圧指令値Vcom1(1),Vcom2(1),Vcom1(2),Vcom2(2),Vcom1(3),Vcom2(3)のディザ周期Tdizにおける位相(以下、「ディザ位相」という)が互いに異なり、各電磁部20に供給される電流Is1(1),Is2(1),Is1(2),Is2(2),Is1(3),Is2(3)のディザ位相が互いに異なる。各電磁部20に供給される電流Is1(1),Is2(1),Is1(2),Is2(2),Is1(3),Is2(3)のディザ位相が重なると、補機バッテリ60からのピーク電流が増大し、補機バッテリ60の電圧降下が増大し、各電磁部20に十分な電流が供給されなくなる可能性がある。この場合、少なくとも1つの流体アクチュエータMに十分な作動油(油圧)が供給されずに、ロボットアーム2の挙動が不安定になったり、ハンド部4を目標軌道に沿って目標到達位置まで適切に移動させることができなくなったりする可能性がある。これに対して、各電磁部20に供給される電流Is1(1),Is2(1),Is1(2),Is2(2),Is1(3),Is2(3)のディザ位相を異ならせることにより、補機バッテリ90からの電流のピークを分散させて補機バッテリ90の電圧降下を抑制し、各電磁部20に十分な電流を供給することができる。これにより、各流体アクチュエータMに十分な作動油(油圧)を供給し、ロボットアーム2を適切に動作させることができる。更に、補機バッテリ60からの電流のピークを分散させることにより、ノイズを低減し、制御装置100やこれに電気的に接続される機器等への悪影響を抑制することもできる。 A case in which the phases of the dither command values Vdiz1(1), Vdiz2(1), Vdiz1(2), Vdiz2(2), Vdiz1(2), and Vdiz2(2) are made different from each other, for example, by 60° will be described. In this case, the voltage command values Vcom1(1), Vcom2(1), Vcom1(2), Vcom2(2), Vcom1(3), Vcom2 of the first and second linear solenoid valves 151, 152 for each joint J1-J3 Currents Is1(1), Is2(1), Is1(2), and Is2(2) supplied to the electromagnetic units 20 with different phases (hereinafter referred to as “dither phases”) in the dither period Tdiz of (3) , Is1(3) and Is2(3) are different from each other. When the dither phases of the currents Is1(1), Is2(1), Is1(2), Is2(2), Is1(3), and Is2(3) supplied to the electromagnetic units 20 overlap, the auxiliary battery 60 increases, the voltage drop of the auxiliary battery 60 increases, and there is a possibility that sufficient current will not be supplied to each electromagnetic section 20 . In this case, sufficient hydraulic oil (hydraulic pressure) is not supplied to at least one fluid actuator M, causing the behavior of the robot arm 2 to become unstable, or the hand unit 4 to move along the target trajectory to the target arrival position. It may become impossible to move. On the other hand, the dither phases of the currents Is1(1), Is2(1), Is1(2), Is2(2), Is1(3), and Is2(3) supplied to the electromagnetic units 20 are made different. As a result, the peak of the current from the auxiliary battery 90 can be dispersed, the voltage drop of the auxiliary battery 90 can be suppressed, and a sufficient current can be supplied to each electromagnetic part 20 . As a result, sufficient hydraulic oil (hydraulic pressure) can be supplied to each fluid actuator M, and the robot arm 2 can be operated appropriately. Furthermore, by dispersing the peaks of the current from auxiliary battery 60, noise can be reduced, and adverse effects on control device 100 and devices electrically connected thereto can be suppressed.

ディザ指令値Vdiz1(1),Vdiz2(1),Vdiz1(2),Vdiz2(2),Vdiz1(2),Vdiz2(2)の位相を互いに異ならせる場合について説明した。しかし、ディザ指令値Vdiz1(1),Vdiz2(1)の位相を同一とし、ディザ指令値Vdiz1(2),Vdiz2(2)の位相を同一とし、ディザ指令値Vdiz1(3),Vdiz2(3)の位相を同一とし、ディザ指令値Vdiz1(1),Vdiz1(2),Vdiz1(3)の位相を互いに異ならせる、例えば120°ずつ異ならせるものとしてもよい。この場合、電圧指令値Vcom1(1),Vcom2(1)のディザ位相が同一となり、電圧指令値Vcom1(2),Vcom2(2)のディザ位相が同一となり、電圧指令値Vcom1(3),Vcom2(3)のディザ位相が同一となり、電圧指令値Vcom1(1),Vcom1(2),Vcom1(3)のディザ位相が互いに異なる。そして、電磁部20に供給される電流Is1(1),Is2(1)のディザ位相が同一となり、電流Is1(2),Is2(2)のディザ位相が同一となり、電流Is1(3),Is2(3)のディザ位相が同一となり、電流Is1(1),Is(2),Is(3)のディザ位相が互いに異なる。これにより、補機バッテリ90からの電流のピークをある程度分散させて補機バッテリ90の電圧降下を抑制しつつ、関節Jiに対応した、第1の人工筋肉AM1を構成する2つの流体アクチュエータMと第2の人工筋肉AM2を構成する2つの流体アクチュエータMとを良好に拮抗駆動することができる。 A case has been described where the phases of the dither command values Vdiz1(1), Vdiz2(1), Vdiz1(2), Vdiz2(2), Vdiz1(2), and Vdiz2(2) are made different from each other. However, the dither command values Vdiz1(1) and Vdiz2(1) have the same phase, the dither command values Vdiz1(2) and Vdiz2(2) have the same phase, and the dither command values Vdiz1(3) and Vdiz2(3) may be the same, and the phases of the dither command values Vdiz1(1), Vdiz1(2), and Vdiz1(3) may be different from each other, for example, by 120 degrees. In this case, the voltage command values Vcom1(1) and Vcom2(1) have the same dither phase, the voltage command values Vcom1(2) and Vcom2(2) have the same dither phase, and the voltage command values Vcom1(3) and Vcom2 The dither phases of (3) are the same, and the dither phases of the voltage command values Vcom1(1), Vcom1(2), and Vcom1(3) are different from each other. Then, the currents Is1(1) and Is2(1) supplied to the electromagnetic section 20 have the same dither phase, the currents Is1(2) and Is2(2) have the same dither phase, and the currents Is1(3) and Is2 The dither phases of (3) are the same, and the dither phases of the currents Is1(1), Is(2) and Is(3) are different from each other. As a result, while suppressing the voltage drop of the auxiliary battery 90 by dispersing the peak of the current from the auxiliary battery 90 to some extent, the two fluid actuators M constituting the first artificial muscle AM1 corresponding to the joint Ji and The two fluid actuators M constituting the second artificial muscle AM2 can be satisfactorily driven in opposition.

上記実施形態では、各電圧重畳部117は、目標電圧Vtag1(i),Vtag2(i)にディザ指令値Vdiz1(i),Vdiz2(i)を重畳させて電圧指令値Vcom1(i),Vcom2(i)を生成するものとした。すなわち、常時、ディザ制御を実行するものとした。しかし、少なくとも、ハンド部4の目標位置(目標到達位置や、初期位置から目標到達位置までの軌道における経由位置)とハンド部4の現在位置とのずれ量が所定ずれ量以下であるとき、および/または、ハンド部4の移動中の目標速度が所定速度以下であるときのうちの何れかのときに、ディザ制御を実行するものであればよい。したがって、各電圧重畳部117は、ハンド部4の目標位置と現在位置とのずれ量が所定ずれ量よりも大きいときや、ハンド部4の移動中の目標速度が所定速度よりも大きいときには、目標電圧Vtag1(i),Vtag2(i)を電圧指令値Vcom1(i),Vcom2(i)に設定する、すなわち、ディザ制御を実行しないものとしてもよい。 In the above embodiment, each voltage superimposing unit 117 superimposes the dither command values Vdiz1(i) and Vdiz2(i) on the target voltages Vtag1(i) and Vtag2(i) to obtain the voltage command values Vcom1(i) and Vcom2(i). i). That is, the dither control is always executed. However, at least when the amount of deviation between the target position of the hand unit 4 (the target position or intermediate position on the trajectory from the initial position to the target position) and the current position of the hand unit 4 is less than or equal to the predetermined amount of deviation, and Alternatively, dither control may be executed when the target speed during movement of the hand unit 4 is equal to or lower than a predetermined speed. Therefore, each voltage superimposing unit 117 is set to the target position when the amount of deviation between the target position and the current position of the hand unit 4 is larger than the predetermined amount of deviation or when the target speed during movement of the hand unit 4 is larger than the predetermined speed. Voltages Vtag1(i) and Vtag2(i) may be set to voltage command values Vcom1(i) and Vcom2(i), that is, dither control may not be executed.

上記実施形態では、ディザ指令値Vdiz1(i),Vdiz2(i)のディザ振幅Adiz1(i),Adiz2(i)およびディザ周期Tdiz1(i),Tdiz2(i)をそれぞれ一定値とした。しかし、これらのうちの少なくとも1つを可変としてもよい。ディザ振幅Adiz1(i),Adiz2(i)を可変とする場合について説明する。図10は、関節J1の第1リニアソレノイドバルブ151に対応する第1駆動部112のディザ指令値設定部116により、ディザ振幅Adiz1(1)を設定するために繰り返し実行されるディザ振幅設定処理の一例を示すフローチャートである。なお、ディザ振幅Adiz2(1),Adiz1(2),Adiz2(2),Adiz1(3),Adiz2(3)は、ディザ振幅Adiz1(1)と同様に設定される。 In the above embodiment, the dither amplitudes Adiz1(i), Adiz2(i) and the dither cycles Tdiz1(i), Tdiz2(i) of the dither command values Vdiz1(i), Vdiz2(i) are set to constant values, respectively. However, at least one of these may be variable. A case where the dither amplitudes Adiz1(i) and Adiz2(i) are variable will be described. FIG. 10 shows dither amplitude setting processing that is repeatedly executed for setting the dither amplitude Adiz1(1) by the dither command value setting unit 116 of the first driving unit 112 corresponding to the first linear solenoid valve 151 of the joint J1. It is a flow chart which shows an example. Note that the dither amplitudes Adiz2(1), Adiz1(2), Adiz2(2), Adiz1(3), and Adiz2(3) are set in the same manner as the dither amplitude Adiz1(1).

図10のディザ振幅設定処理では、ディザ指令値設定部116は、対応する目標電流設定部111により設定された目標電流Itag1(1)を入力し(ステップS100)、入力した目標電流Itag1(1)に基づいて、目標電流Itag1(i)の単位時間当たりの増加量である目標電流増加率Iup1(1)を演算する(ステップS110)。ここで、目標電流増加率Iup1(1)は、例えば、今回の目標電流Itag1(i)から前回の目標電流(前回Itag1(1))を減じた値を目標電流Itag1の入力周期Δtで除して演算される。 In the dither amplitude setting process of FIG. 10, the dither command value setting unit 116 inputs the target current Itag1(1) set by the corresponding target current setting unit 111 (step S100), and the input target current Itag1(1) (step S110). Here, the target current increase rate Iup1(1) is obtained, for example, by subtracting the previous target current (previous Itag1(1)) from the current target current Itag1(i) and dividing it by the input period Δt of the target current Itag1. calculated as

続いて、目標電流増加率Iup(1)を閾値Iupref(1)と比較する(ステップS120)。ここで、閾値Iupref(1)は、関節J1の第1リニアソレノイドバルブ151のストローク量Sc1(1)が所定ストローク量Scref1(1)付近よりも小さい側から所定ストローク量Scref1(1)付近やそれよりも大きい側に至るまたはすでに所定ストローク量Scref1(1)付近やそれよりも大きい側である可能性(以下、「第1可能性」という)の有無を判定するのに用いられる閾値であり、実験や解析により予め定められる。関節J1の第1リニアソレノイドバルブ151が常閉型リニアソレノイドバルブである場合、電磁部20に供給される電流の増加に伴ってストローク量Sc1(1)が増加し、ストローク量Sc1(1)が所定ストローク量Scref1(1)よりも大きいときに、ストローク量Sc1(1)が所定ストローク量Scref1(1)以下であるときに比して、スプール50の単位移動量当たりのスリーブ40の入力室41i(入力ポート41i)と出力室42o(出力ポート41o)との連通量の変化量、ひいては、関節J1の第1リニアソレノイドバルブ151の出力ポート41oからの出力油圧の変化量が大きくなる。ステップS120の処理は、これを考慮して行なわれる処理である。なお、目標電流増加率Iup(1)が閾値Iupref(1)以上になる場合としては、関節J1に対応した第1の人工筋肉AM1を構成する2つの流体アクチュエータMの目標圧力Ptag1(i)が急増したとき、例えば、ハンド部4が把持対象を速やかに移動させるときなどを挙げることができる。 Subsequently, the target current increase rate Iup(1) is compared with the threshold value Iupref(1) (step S120). Here, the threshold value Iupref(1) is set from the side where the stroke amount Sc1(1) of the first linear solenoid valve 151 of the joint J1 is smaller than the vicinity of the predetermined stroke amount Scref1(1) to the vicinity of the predetermined stroke amount Scref1(1) or less. is a threshold value used to determine whether there is a possibility that the stroke amount is greater than or is already near or greater than the predetermined stroke amount Scref1 (1) (hereinafter referred to as "first possibility"), It is determined in advance by experiments and analyses. When the first linear solenoid valve 151 of the joint J1 is a normally closed linear solenoid valve, the stroke amount Sc1(1) increases as the current supplied to the electromagnetic section 20 increases, and the stroke amount Sc1(1) becomes When the stroke amount Scref1(1) is greater than the predetermined stroke amount Scref1(1), the input chamber 41i of the sleeve 40 per unit movement of the spool 50 is greater than when the stroke amount Sc1(1) is equal to or less than the predetermined stroke amount Scref1(1). (input port 41i) and the output chamber 42o (output port 41o), the amount of change in the amount of communication, and by extension, the amount of change in the output hydraulic pressure from the output port 41o of the first linear solenoid valve 151 of the joint J1 increases. The processing of step S120 is performed in consideration of this. Note that when the target current increase rate Iup(1) is equal to or greater than the threshold Iupref(1), the target pressure Ptag1(i) of the two fluid actuators M constituting the first artificial muscle AM1 corresponding to the joint J1 is When there is a rapid increase, for example, when the hand unit 4 rapidly moves the grasped object can be mentioned.

ステップS120で目標電流増加率Iup1(1)が閾値Iupref(1)未満であると判定したときには、第1可能性がないと判断し、ディザ振幅Adiz1(1)に比較的大きい第1振幅A1を設定する振幅通常処理を実行して(ステップS130)、本処理を終了する。振幅通常処理を実行することにより、対応する電圧重畳部117により生成される電圧指令値Vcom1(1)が比較的大きい振幅で変動し、対応する駆動回路119によって関節J1の第1リニアソレノイドバルブ151の電磁部20に供給される電流が比較的大きい振幅で変動し、スプール50が比較的大きい振幅で振動する。この結果、関節J1の第1リニアソレノイドバルブ151のスプール50とスリーブ40との摺動抵抗の影響による出力圧のヒステリシスを十分に低減し、関節J1のリニアソレノイドバルブ151の応答性の低下や応答バラツキ、出力圧の制御精度の悪化を十分に抑制することができる。 When it is determined in step S120 that the target current increase rate Iup1(1) is less than the threshold value Iupref(1), it is determined that there is no first possibility, and a relatively large first amplitude A1 is added to the dither amplitude Adiz1(1). Amplitude normal processing to be set is executed (step S130), and this processing ends. By executing the normal amplitude processing, the voltage command value Vcom1(1) generated by the corresponding voltage superimposing unit 117 fluctuates with a relatively large amplitude, and the corresponding drive circuit 119 causes the first linear solenoid valve 151 of the joint J1 to change. The current supplied to the electromagnetic portion 20 of the rotor fluctuates with a relatively large amplitude, causing the spool 50 to oscillate with a relatively large amplitude. As a result, the hysteresis of the output pressure due to the influence of the sliding resistance between the spool 50 and the sleeve 40 of the first linear solenoid valve 151 of the joint J1 is sufficiently reduced, and the responsiveness of the linear solenoid valve 151 of the joint J1 is reduced. Variation and deterioration of output pressure control accuracy can be sufficiently suppressed.

ステップS120で目標電流増加率Iup1(1)が閾値Iupref(1)以上であると判定したときには、第1可能性があると判断し、ディザ振幅Adiz1(1)に値0以上でかつ第1振幅A1よりも小さい第2振幅A2を設定する振幅低減処理を実行して(ステップS130)、本処理を終了する。振幅低減処理を実行することにより、振幅通常処理を実行する場合に比して、対応する電圧重畳部117により生成される電圧指令値Vcom1(1)の変動の振幅が小さくなり、対応する駆動回路119によって関節J1の第1リニアソレノイドバルブ151の電磁部20に供給される電流の変動の振幅が小さくなり、スプール50の振動の振幅が小さくなる。この結果、ストローク量Sc1(1)が所定ストローク量Scref1(1)付近やそれよりも大きい側で変動するときに、スリーブ40の入力室42i(入力ポート41i)と出力室42o(出力ポート41o)との連通量が大きく変動するのを抑制し、関節J1の第1リニアソレノイドバルブ151の出力ポート41oからの出力油圧が大きく変動するのを抑制することができる。 When it is determined in step S120 that the target current increase rate Iup1(1) is equal to or greater than the threshold value Iupref(1), it is determined that there is the first possibility, and the dither amplitude Adiz1(1) is equal to or greater than 0 and the first amplitude. Amplitude reduction processing is executed to set a second amplitude A2 smaller than A1 (step S130), and this processing ends. By executing the amplitude reduction process, the amplitude of the fluctuation of the voltage command value Vcom1(1) generated by the corresponding voltage superimposition section 117 becomes smaller than when the normal amplitude process is executed, and the corresponding drive circuit 119 reduces the amplitude of the fluctuation of the current supplied to the electromagnetic part 20 of the first linear solenoid valve 151 of the joint J1, and reduces the amplitude of the oscillation of the spool 50 . As a result, when the stroke amount Sc1(1) fluctuates near or larger than the predetermined stroke amount Scref1(1), the input chamber 42i (input port 41i) and the output chamber 42o (output port 41o) of the sleeve 40 It is possible to suppress large fluctuations in the amount of communication with the joint J1, and to suppress large fluctuations in the output oil pressure from the output port 41o of the first linear solenoid valve 151 of the joint J1.

上記実施形態では、関節J1-J3に対応した第1および第2リニアソレノイドバルブ151,152は、何れも常閉型リニアソレノイドバルブであるものとした。しかし、関節J1-J3に対応した第1および第2リニアソレノイドバルブ151,152のうちの少なくとも1つは、常開型リニアソレノイドバルブであるものとしてもよい。ここでは、関節J1-J3に対応した第1および第2リニアソレノイドバルブ151が何れも常開型リニアソレノイドバルブである場合について説明する。この場合のハード構成として、図4のリニアソレノイドバルブ151,152と同様のスリーブ40およびスプール50を有し、且つ、スプリングSPによりスプール50を図4の右側に付勢すると共に電磁部20に電流が供給されたときにスプリングSPの付勢力に抗してスプール50を図4の左側に移動させる構成を一例として説明する。また、説明の容易のために、図4の第1および第2リニアソレノイドバルブ151,152と同一の符号を用いて説明する。 In the above embodiment, the first and second linear solenoid valves 151, 152 corresponding to the joints J1-J3 are both normally closed linear solenoid valves. However, at least one of the first and second linear solenoid valves 151, 152 corresponding to the joints J1-J3 may be a normally open linear solenoid valve. Here, the case where the first and second linear solenoid valves 151 corresponding to the joints J1-J3 are both normally open linear solenoid valves will be described. As a hardware configuration in this case, a sleeve 40 and a spool 50 similar to those of the linear solenoid valves 151 and 152 in FIG. 4 are provided. A configuration for moving the spool 50 to the left in FIG. 4 against the urging force of the spring SP when is supplied will be described as an example. For ease of explanation, the same reference numerals as those of the first and second linear solenoid valves 151 and 152 in FIG. 4 are used.

以下、第1および第2リニアソレノイドバルブ151が常閉型リニアソレノイドバルブである場合のスプール50の初期位置からの移動量を「ストローク量So1,So2」という。また、スプール50のランド52の入力室42i側の端面52iが第1連通室45と出力室42oとの境界に位置するときのストローク量So1,So2を「所定ストローク量Soref1,Soref2」という。スリーブ40の入力室42i(入力ポート41i)と出力室42o(出力ポート41o)との連通量は、ストローク量So1,So2が所定ストローク量Soref1,Soref2よりも小さいときには、ストローク量So1,So2が大きくなるにつれて所定量(ランド52の外周面と第1連通室41を画成するスリーブ40の内周面との僅かなクリアランス)よりも多い第2所定量から所定量に向かって徐々に少なくなり、ストローク量So1,So2が所定ストローク量Soref1,Soref2以上であるときには、所定量となる。このため、ストローク量So1,So2が所定ストローク量Soref1,Soref2よりも小さいときには、ストローク量So1,So2が所定ストローク量Soref1,Soref2以上であるときに比して、スプール50の単位移動量当たりのスリーブ40の入力室42i(入力ポート41i)と出力室42o(出力ポート41o)との連通量の変化量、ひいては、第1および第2リニアソレノイドバルブ151,152の出力ポート41oからの出力油圧の変化量が大きくなる。 Hereinafter, the amount of movement of the spool 50 from the initial position when the first and second linear solenoid valves 151 are normally closed linear solenoid valves will be referred to as "stroke amounts So1, So2". Stroke amounts So1 and So2 when the end surface 52i of the land 52 of the spool 50 on the side of the input chamber 42i is positioned at the boundary between the first communication chamber 45 and the output chamber 42o are referred to as "predetermined stroke amounts Soref1 and Soref2." The amount of communication between the input chamber 42i (input port 41i) and the output chamber 42o (output port 41o) of the sleeve 40 is such that when the stroke amounts So1 and So2 are smaller than the predetermined stroke amounts Soref1 and Soref2, the stroke amounts So1 and So2 are As it becomes larger, it gradually decreases from a second predetermined amount, which is larger than a predetermined amount (a slight clearance between the outer peripheral surface of the land 52 and the inner peripheral surface of the sleeve 40 defining the first communication chamber 41), toward the predetermined amount. , and when the stroke amounts So1 and So2 are greater than or equal to the predetermined stroke amounts Soref1 and Soref2, they are the predetermined amounts. Therefore, when the stroke amounts So1 and So2 are smaller than the predetermined stroke amounts Soref1 and Soref2, compared to when the stroke amounts So1 and So2 are equal to or larger than the predetermined stroke amounts Soref1 and Soref2, the sleeve per unit movement amount of the spool 50 is reduced. The amount of change in the amount of communication between the input chamber 42i (input port 41i) and the output chamber 42o (output port 41o) of 40, and the output hydraulic pressure from the output port 41o of the first and second linear solenoid valves 151 and 152 the amount of change increases.

第1および第2リニアソレノイドバルブ151,152が常開型リニアソレノイドバルブである場合、リニアソレノイドバルブ151,152が常閉型リニアソレノイドバルブである場合と同様に、制御装置100は、図6や図8のような機能ブロックを有する。ただし、関節Jiの第1および第2リニアソレノイドバルブ151,152の各目標電流設定部111は、目標圧力Ptag1(i),Ptag2(i)が大きいほど小さくなるように目標電流Itag1(i),Itag2(i)を設定する。 When the first and second linear solenoid valves 151 and 152 are normally open linear solenoid valves, the control device 100 can be configured to operate in the same way as when the linear solenoid valves 151 and 152 are normally closed linear solenoid valves. It has functional blocks as shown in FIG. However, the target current setting units 111 of the first and second linear solenoid valves 151 and 152 of the joint Ji set the target currents Itag1(i) and Set Itag2(i).

また、各ディザ指令値設定部116は、ディザ指令値Vdiz1(i),Vdiz2(i)のディザ振幅Adiz1(i),Adiz2(i)およびディザ周期Tdiz1(i),Tdiz2(i)をそれぞれ一定値としてもよいし、これらのうちの少なくとも1つを可変としてもよい。ディザ振幅Adiz1(i),Adiz2(i)を可変とする場合について説明する。図11は、関節J1の第1リニアソレノイドバルブ151に対応する第1駆動部112のディザ指令値設定部116により、ディザ振幅Adiz1(1)を設定するために繰り返し実行されるディザ振幅設定処理の一例を示すフローチャートである。なお、ディザ振幅Adiz2(1),Adiz1(2),Adiz2(2),Adiz1(3),Adiz2(3)は、ディザ振幅Adiz1(1)と同様に設定される。 Further, each dither command value setting unit 116 sets the dither amplitudes Adiz1(i), Adiz2(i) and the dither cycles Tdiz1(i), Tdiz2(i) of the dither command values Vdiz1(i), Vdiz2(i) to constant values. It may be a value, or at least one of them may be variable. A case where the dither amplitudes Adiz1(i) and Adiz2(i) are variable will be described. FIG. 11 shows dither amplitude setting processing that is repeatedly executed for setting the dither amplitude Adiz1(1) by the dither command value setting unit 116 of the first driving unit 112 corresponding to the first linear solenoid valve 151 of the joint J1. It is a flow chart which shows an example. Note that the dither amplitudes Adiz2(1), Adiz1(2), Adiz2(2), Adiz1(3), and Adiz2(3) are set in the same manner as the dither amplitude Adiz1(1).

図11のディザ振幅設定処理では、ディザ指令値設定部116は、対応する目標電流設定部111により設定された目標電流Itag1(1)を入力し(ステップS200)、入力した目標電流Itag1(1)に基づいて、目標電流Itag1(i)の単位時間当たりの減少量である目標電流減少率Idn1(1)を演算する(ステップS210)。ここで、目標電流減少率Idn1(1)は、例えば、前回の目標電流(前回Itag1(1))から今回の目標電流Itag1(i)を減じた値を目標電流Itag1の入力周期Δtで除して演算される。 In the dither amplitude setting process of FIG. 11, the dither command value setting unit 116 inputs the target current Itag1(1) set by the corresponding target current setting unit 111 (step S200), and the input target current Itag1(1) , the target current decrease rate Idn1(1), which is the amount of decrease in the target current Itag1(i) per unit time, is calculated (step S210). Here, the target current decrease rate Idn1(1) is obtained by, for example, dividing a value obtained by subtracting the current target current Itag1(i) from the previous target current (previous Itag1(1)) by the input period Δt of the target current Itag1. calculated as

続いて、目標電流減少率Idn(1)を閾値Idnref(1)と比較する(ステップS220)。ここで、閾値Idnref(1)は、関節J1の第1リニアソレノイドバルブ151のストローク量So1(1)が所定ストローク量Soref1(1)付近よりも大きい側から所定ストローク量Soref1(1)付近やそれよりも小さい側に至るまたはすでに所定ストローク量Soref1(1)付近やそれよりも小さい側である可能性(以下、「第2可能性」という)の有無を判定するのに用いられる閾値であり、実験や解析により予め定められる。関節J1の第1リニアソレノイドバルブ151が常開型リニアソレノイドバルブである場合、電磁部20に供給される電流の減少に伴ってストローク量So1(1)が減少し、ストローク量So1(1)が所定ストローク量Soref1(1)よりも小さいときに、ストローク量Sc1(1)が所定ストローク量Scref1(1)以上であるときに比して、スプール50の単位移動量当たりのスリーブ40の入力室41i(入力ポート41i)と出力室42o(出力ポート41o)との連通量の変化量、ひいては、関節J1の第1リニアソレノイドバルブ151の出力ポート41oからの出力油圧の変化量が大きくなる。ステップS220の処理は、これを考慮して行なわれる処理である。なお、目標電流減少率Idn(1)が閾値Idnref(1)以上になる場合としては、関節J1に対応した第1の人工筋肉AM1を構成する2つの流体アクチュエータMの目標圧力Ptag1(i)が急増したとき、例えば、ハンド部4が把持対象を速やかに移動させるときなどを挙げることができる。 Subsequently, the target current decrease rate Idn(1) is compared with the threshold value Idnref(1) (step S220). Here, the threshold value Idnref(1) is set from the side where the stroke amount So1(1) of the first linear solenoid valve 151 of the joint J1 is greater than the predetermined stroke amount Soref1(1) to the predetermined stroke amount Soref1(1) or so. is a threshold value used to determine whether there is a possibility that the stroke amount has reached the side smaller than or is already close to or smaller than the predetermined stroke amount Soref1 (1) (hereinafter referred to as "second possibility"), It is determined in advance by experiments and analyses. When the first linear solenoid valve 151 of the joint J1 is a normally open linear solenoid valve, the stroke amount So1(1) decreases as the current supplied to the electromagnetic section 20 decreases, and the stroke amount So1(1) When the stroke amount Sc1(1) is smaller than the predetermined stroke amount Soref1(1), the input chamber 41i of the sleeve 40 per unit movement amount of the spool 50 is greater than when the stroke amount Sc1(1) is equal to or greater than the predetermined stroke amount Scref1(1). (input port 41i) and the output chamber 42o (output port 41o), the amount of change in the amount of communication, and by extension, the amount of change in the output hydraulic pressure from the output port 41o of the first linear solenoid valve 151 of the joint J1 increases. The process of step S220 is performed in consideration of this. Note that when the target current decrease rate Idn(1) is equal to or greater than the threshold Idnref(1), the target pressure Ptag1(i) of the two fluid actuators M constituting the first artificial muscle AM1 corresponding to the joint J1 is When there is a rapid increase, for example, when the hand unit 4 rapidly moves the grasped object can be mentioned.

ステップS220で目標電流減少率Idn1(1)が閾値Idnref(1)未満であると判定したときには、第2可能性がないと判断し、ディザ振幅Adiz1(1)に比較的大きい第1振幅A1を設定する振幅通常処理を実行して(ステップS230)、本処理を終了する。振幅通常処理を実行することにより、対応する電圧重畳部117により生成される電圧指令値Vcom1(1)が比較的大きい振幅で変動し、対応する駆動回路119によって関節J1の第1リニアソレノイドバルブ151の電磁部20に供給される電流が比較的大きい振幅で変動し、スプール50が比較的大きい振幅で振動する。この結果、関節J1の第1リニアソレノイドバルブ151のスプール50とスリーブ40との摺動抵抗の影響による出力圧のヒステリシスを十分に低減し、関節J1のリニアソレノイドバルブ151の応答性の低下や応答バラツキ、出力圧の制御精度の悪化を十分に抑制することができる。 When it is determined in step S220 that the target current decrease rate Idn1(1) is less than the threshold Idnref(1), it is determined that there is no second possibility, and a relatively large first amplitude A1 is added to the dither amplitude Adiz1(1). Amplitude normal processing to be set is executed (step S230), and this processing ends. By executing the normal amplitude processing, the voltage command value Vcom1(1) generated by the corresponding voltage superimposing unit 117 fluctuates with a relatively large amplitude, and the corresponding drive circuit 119 causes the first linear solenoid valve 151 of the joint J1 to change. The current supplied to the electromagnetic portion 20 of the rotor fluctuates with a relatively large amplitude, causing the spool 50 to oscillate with a relatively large amplitude. As a result, the hysteresis of the output pressure due to the influence of the sliding resistance between the spool 50 and the sleeve 40 of the first linear solenoid valve 151 of the joint J1 is sufficiently reduced, and the responsiveness of the linear solenoid valve 151 of the joint J1 is reduced. Variation and deterioration of output pressure control accuracy can be sufficiently suppressed.

ステップS220で目標電流減少率Idn1(1)が閾値Idnref(1)以上であると判定したときには、第2可能性があると判断し、ディザ振幅Adiz1(1)に値0以上でかつ第1振幅A1よりも小さい第2振幅A2を設定する振幅低減処理を実行して(ステップS230)、本処理を終了する。振幅低減処理を実行することにより、振幅通常処理を実行する場合に比して、対応する電圧重畳部117により生成される電圧指令値Vcom1(1)の変動の振幅が小さくなり、対応する駆動回路119によって関節J1の第1リニアソレノイドバルブ151の電磁部20に供給される電流の変動の振幅が小さくなり、スプール50の振動の振幅が小さくなる。この結果、ストローク量So1(1)が所定ストローク量Soref1(1)付近やそれよりも小さい側で変動するときに、スリーブ40の入力室42i(入力ポート41i)と出力室42o(出力ポート41o)との連通量が大きく変動するのを抑制し、関節J1の第1リニアソレノイドバルブ151の出力ポート41oからの出力油圧が大きく変動するのを抑制することができる。 When it is determined in step S220 that the target current decrease rate Idn1(1) is equal to or greater than the threshold value Idnref(1), it is determined that there is the second possibility, and the dither amplitude Adiz1(1) is equal to or greater than 0 and the first amplitude. Amplitude reduction processing is executed to set a second amplitude A2 smaller than A1 (step S230), and this processing ends. By executing the amplitude reduction process, the amplitude of the fluctuation of the voltage command value Vcom1(1) generated by the corresponding voltage superimposition section 117 becomes smaller than when the normal amplitude process is executed, and the corresponding drive circuit 119 reduces the amplitude of the fluctuation of the current supplied to the electromagnetic part 20 of the first linear solenoid valve 151 of the joint J1, and reduces the amplitude of the oscillation of the spool 50 . As a result, when the stroke amount So1(1) fluctuates near or smaller than the predetermined stroke amount Soref1(1), the input chamber 42i (input port 41i) and the output chamber 42o (output port 41o) of the sleeve 40 It is possible to suppress large fluctuations in the amount of communication with the joint J1, and to suppress large fluctuations in the output oil pressure from the output port 41o of the first linear solenoid valve 151 of the joint J1.

上記実施形態では、関節Jiの第1および第2リニアソレノイドバルブ151,152に対応する第1および第2バルブ駆動部112,113は、それぞれ、目標電圧設定部115と、ディザ指令値設定部116と、電圧重畳部117と、PWM信号生成部118と、駆動部119と、電流検出部120と、フィルタ処理部121とを含むものとした。しかし、図12に示すように、第1および第2バルブ駆動部112,113が第1および第2バルブ駆動部112B,113Bに置き換えられるものとしてもよい。図12の第1および第2バルブ駆動部112B,113Bは、図8の第1および第2バルブ駆動部112,113の目標電圧設定部115、ディザ指令値設定部116、電圧重畳部117、PWM信号生成部118が、電流指令値設定部115B、ディザ指令値設定部116B、電流重畳部117B、PWM信号生成部118Bに置き換えられた点で、図8の第1および第2バルブ駆動部112,113とは異なる。したがって、図12の第1および第2バルブ駆動部112B,113Bのうち図8の第1および第2バルブ駆動部112,113と同一部分については、同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。 In the above embodiment, the first and second valve drive units 112 and 113 corresponding to the first and second linear solenoid valves 151 and 152 of the joint Ji are respectively the target voltage setting unit 115 and the dither command value setting unit 116. , a voltage superimposition unit 117 , a PWM signal generation unit 118 , a drive unit 119 , a current detection unit 120 and a filter processing unit 121 . However, as shown in FIG. 12, the first and second valve drive sections 112, 113 may be replaced with first and second valve drive sections 112B, 113B. The first and second valve driving sections 112B and 113B in FIG. 12 are the same as the target voltage setting section 115, the dither command value setting section 116, the voltage superimposing section 117 and the PWM of the first and second valve driving sections 112 and 113 in FIG. The first and second valve drive sections 112, 113 is different. Therefore, of the first and second valve drive sections 112B and 113B in FIG. 12, the same parts as those of the first and second valve drive sections 112 and 113 in FIG. do.

各電流指令値設定部115Bは、それぞれ、目標電流設定部111により設定された関節Jiの第1および第2リニアソレノイドバルブ151,152の目標電流Itag1(i),Itag2(i)と、対応する電流検出部120により検出された関節Jiの第1および第2リニアソレノイドバルブ151,152に供給される電流Is1(i),Is2(i)に対して対応するフィルタ処理部121によりフィルタ処理された処理後電流Isf1(i),Isf2(i)と、の差分に基づくPI制御あるいはPID制御により、関節Jiの第1および第2リニアソレノイドバルブ151,152の電流指令値Icom1(i),Icom2(i)を算出する。すなわち、各目標電流設定部115Bは、目標電流Itag1(i),Itag2(i)と処理後電流Isf1(i),Isf2(i)との差分に基づく比例項や積分項等の和を電流指令値Icom1(i),Icom2(i)として算出する。 Each current command value setting unit 115B corresponds to the target currents Itag1(i) and Itag2(i) of the first and second linear solenoid valves 151 and 152 of the joint Ji set by the target current setting unit 111. The currents Is1(i) and Is2(i) supplied to the first and second linear solenoid valves 151 and 152 of the joint Ji detected by the current detection unit 120 are filtered by the corresponding filter processing unit 121. Current command values Icom1(i), Icom2 ( Calculate i). That is, each target current setting unit 115B sets the sum of a proportional term, an integral term, etc. based on the difference between the target currents Itag1(i), Itag2(i) and the post-processing currents Isf1(i), Isf2(i). Calculated as values Icom1(i) and Icom2(i).

各ディザ指令値設定部116Bは、それぞれ、対応する電流重畳部117Bにより生成される重畳後電流Icom1’(i),Icom2’(i)を、対応する電流指令値設定部115Bにより設定される電流指令値Icom1(i),Icom2(i)に対してディザ周期Tdiz1’(i),Tdiz2’(i)かつディザ振幅Adiz1’(i),Adiz2’(i)の例えば正弦波状に変動させるためのディザ指令値Idiz1(i),Idiz2(i)を生成する。ここで、ディザ周期Tdiz1’(i),Tdiz2’(i)やディザ振幅Adiz1’(i),Adiz2’(i)は、上述のディザ周期Tdiz1(i),Tdiz2(i)やディザ振幅Adiz1(i),Adiz2(i)と同様に設定される。 Each dither command value setting unit 116B converts the superimposed currents Icom1′(i) and Icom2′(i) generated by the corresponding current superimposing unit 117B to the currents set by the corresponding current command value setting unit 115B. For varying the dither cycles Tdiz1′(i), Tdiz2′(i) and the dither amplitudes Adiz1′(i), Adiz2′(i) with respect to the command values Icom1(i), Icom2(i), for example, sinusoidally. Dither command values Idiz1(i) and Idiz2(i) are generated. Here, the dither periods Tdiz1'(i), Tdiz2'(i) and the dither amplitudes Adiz1'(i), Adiz2'(i) are the dither periods Tdiz1(i), Tdiz2(i) and the dither amplitudes Adiz1(i). i), set in the same manner as Adiz2(i).

各電流重畳部117Bは、それぞれ、対応する電流指令値設定部115Bにより設定された電流指令値Icom1(i),Icom2(i)に、対応するディザ指令値設定部116により設定されたディザ指令値Idiz1(i),Idiz2(i)を重畳させて、重畳後電流Icom1’(i),Icom2’(i)を生成する。各PWM信号生成部118Bは、対応する電流重畳部117Bにより生成された重畳後電流Icom1’(i),Icom2’(i)、または、重畳後電流Icom1’(i),Icom2’(i)に基づく電圧を、関節Jiの第1および第2リニアソレノイドバルブ151,152のPWM信号Spwm1(i),Spwm2(i)に変換して、対応する駆動部119に出力する。 Each current superimposing unit 117B adds the current command values Icom1(i) and Icom2(i) set by the corresponding current command value setting unit 115B to the dither command values set by the corresponding dither command value setting unit 116. Idiz1(i) and Idiz2(i) are superimposed to generate superimposed currents Icom1'(i) and Icom2'(i). Each PWM signal generation unit 118B generates the superimposed currents Icom1′(i) and Icom2′(i) generated by the corresponding current superimposing unit 117B, or the superimposed currents Icom1′(i) and Icom2′(i). is converted into PWM signals Spwm1(i), Spwm2(i) of the first and second linear solenoid valves 151, 152 of the joint Ji, and output to the corresponding drive unit 119.

第1および第2バルブ駆動部112,113が第1および第2バルブ駆動部112B,113Bに置き換えられる場合でも、第1および第2バルブ駆動部112,113を備える場合と同様の効果を奏することができる。 Even when the first and second valve drive sections 112 and 113 are replaced with the first and second valve drive sections 112B and 113B, the same effects as when the first and second valve drive sections 112 and 113 are provided can be obtained. can be done.

上記実施形態において、関節J1-J3ごとの第1および第2リニアソレノイドバルブ151,152の少なくとも何れか1つは、専用のフィードバックポートを有さずに、スプールを収容するスリーブの内側で出力圧をフィードバック圧としてスプールに作用させるように構成されたものであってもよい(例えば、特開2020-41687号公報参照)。また、関節J1-J3ごとの第1および第2リニアソレノイドバルブ151,152の少なくとも何れか1つは、電磁部に供給される電流に応じた信号圧を出力するリニアソレノイドバルブと、信号圧に応じて作動油の圧力を調整するコントロールバルブとに置き換えられてもよい。更に、関節J1-J3ごとの第1および第2リニアソレノイドバルブ151,152の少なくとも何れか1つは、対応する流体アクチュエータMに供給される油圧(流体圧)が目標圧力になるように制御される流量制御弁に置き換えられてもよい。加えて、流体供給装置10から元圧生成バルブ14が省略されてもよい。また、流体供給装置10は、ポンプ13により発生させられた油圧を蓄えるアキュムレータ(蓄圧器)が設けられてもよい。更に、流体供給装置10は、水等の作動油以外の液体や空気等の気体を流体アクチュエータMに供給するように構成されてもよい。 In the above embodiment, at least one of the first and second linear solenoid valves 151, 152 for each joint J1-J3 does not have a dedicated feedback port and outputs pressure inside the sleeve containing the spool. may be configured to act on the spool as feedback pressure (see, for example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2020-41687). At least one of the first and second linear solenoid valves 151 and 152 for each of the joints J1-J3 includes a linear solenoid valve that outputs a signal pressure corresponding to the current supplied to the electromagnetic section, and a It may be replaced with a control valve that adjusts hydraulic fluid pressure accordingly. Furthermore, at least one of the first and second linear solenoid valves 151 and 152 for each of the joints J1-J3 is controlled so that the hydraulic pressure (fluid pressure) supplied to the corresponding fluid actuator M becomes the target pressure. It may be replaced by a flow control valve that Additionally, the original pressure generating valve 14 may be omitted from the fluid supply device 10 . Further, the fluid supply device 10 may be provided with an accumulator (pressure accumulator) that stores the hydraulic pressure generated by the pump 13 . Further, the fluid supply device 10 may be configured to supply the fluid actuator M with a liquid other than hydraulic oil such as water or a gas such as air.

また、上記実施形態において、人工筋肉としての流体アクチュエータMは、内部に作動油が供給されると共に内部の油圧の上昇に応じて径方向に膨張しながら軸方向に収縮するチューブTと、チューブTを覆う編組スリーブSと、を含むマッキベン型の人工筋肉であるものとした。しかし、ロボット装置1における流体アクチュエータMの構成は、これに限られるものではない。すなわち、流体アクチュエータMは、流体が供給された際に径方向に膨張しながら軸方向に収縮するチューブを含むものであればよく、例えば弾性体により形成された内側筒状部材と、弾性体により形成されると共に内側筒状部材の外側に同軸に配置され外側筒状部材と、内側筒状部材と外側筒状部材との間に配置された繊維層と、を含む軸方向繊維強化型の流体アクチュエータ(例えば、特開2011-137516号参照)であってもよい。更に、流体アクチュエータMは、シリンダおよびピストンを含む流体シリンダであってもよい。 In the above-described embodiment, the fluid actuator M as an artificial muscle includes a tube T that is supplied with hydraulic oil and radially expands and axially contracts in response to an increase in internal hydraulic pressure. and a braided sleeve S that covers a McKibben-type artificial muscle. However, the configuration of the fluid actuator M in the robot device 1 is not limited to this. That is, the fluid actuator M may include a tube that expands in the radial direction and contracts in the axial direction when supplied with fluid. An axial fiber reinforced fluid comprising an outer tubular member formed and coaxially disposed outside the inner tubular member, and a fiber layer disposed between the inner tubular member and the outer tubular member. It may be an actuator (see, for example, JP-A-2011-137516). Further, fluid actuator M may be a fluid cylinder including a cylinder and a piston.

そして、ロボット装置1は、少なくとも1つの流体アクチュエータMとハンド部4とを有するロボットアーム2を含むものに限られず、少なくとも1つの流体アクチュエータMと、例えばドリルビット等の工具や例えばスイッチ等を押圧する押圧部材といったハンド部4以外の要素が手先に取り付けられたロボットアームとを含むものであってもよい。また、ロボット装置1は、歩行ロボットや、ウェアラブルロボット等であってもよい。更に、ロボット装置1は、関節を1つだけ含むものであってもよく、人工筋肉としての流体アクチュエータMを1つだけ含むものであってもよい。 The robot device 1 is not limited to including the robot arm 2 having at least one fluid actuator M and the hand portion 4, and includes at least one fluid actuator M, a tool such as a drill bit, a switch, or the like. It may also include a robot arm to which elements other than the hand unit 4, such as a pressing member, are attached to the hand. Also, the robot apparatus 1 may be a walking robot, a wearable robot, or the like. Furthermore, the robot apparatus 1 may include only one joint, or may include only one fluid actuator M as an artificial muscle.

以上、本開示を実施するための形態について説明したが、本開示はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 Although the embodiments for carrying out the present disclosure have been described above, the present disclosure is not limited to such embodiments, and can be implemented in various forms without departing from the gist of the present disclosure. Of course.

本開示は、ロボット装置の製造産業などに利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present disclosure is applicable to the robot device manufacturing industry and the like.

1 ロボット装置、2 ロボットアーム(ロボット本体)、10 流体供給装置、13 ポンプ(流体供給源)、20 電磁部、40 スプール、100 制御装置、151 第1リニアソレノイドバルブ(調圧弁)、152 第2リニアソレノイドバルブ(調圧弁)、AM1 第1の人工筋肉、AM2 第2の人工筋肉、M 流体アクチュエータ(人工筋肉)。 1 robot device, 2 robot arm (robot body), 10 fluid supply device, 13 pump (fluid supply source), 20 electromagnetic section, 40 spool, 100 control device, 151 first linear solenoid valve (pressure regulating valve), 152 second second Linear solenoid valve (pressure regulating valve), AM1 first artificial muscle, AM2 second artificial muscle, M fluid actuator (artificial muscle).

Claims (5)

ロボット本体と、
流体の供給を受けて前記ロボット本体を駆動する少なくとも1つの人工筋肉と、
スプールおよび前記スプールに推力を付与する電磁部を有し、流体供給源からの前記流体を前記電磁部に供給される電流に基づいて調圧して前記人工筋肉に供給する調圧弁と、
前記調圧弁から前記人工筋肉に供給される流体圧を前記ロボット本体の駆動に要求される目標圧力にするための制御信号に基づいて前記電磁部に供給される電流を制御する制御装置と、
を備えるロボット装置であって、
前記制御装置は、前記目標圧力に基づく前記電磁部への目標電流と、前記スプールを微振動させるディザ振幅および前記調圧弁から出力される前記流体圧の前記スプールの微振動による変化に伴って前記人工筋肉を軸方向に伸縮させないディザ周期を有するディザ指令値と、に基づいて前記制御信号を生成する、
ロボット装置。
the robot body and
at least one artificial muscle supplied with fluid to drive the robot body;
a pressure regulating valve having a spool and an electromagnetic section that applies a thrust force to the spool, the pressure regulating valve that regulates the pressure of the fluid from a fluid supply source based on the current supplied to the electromagnetic section and supplies the artificial muscle with the fluid;
a control device for controlling the current supplied to the electromagnetic unit based on a control signal for setting the fluid pressure supplied from the pressure regulating valve to the artificial muscle to a target pressure required for driving the robot main body;
A robotic device comprising
The control device controls a target current to the electromagnetic unit based on the target pressure, a dither amplitude for micro-vibrating the spool, and a change in the fluid pressure output from the pressure regulating valve due to the micro-vibration of the spool. generating the control signal based on a dither command value having a dither cycle that does not axially expand or contract the artificial muscle;
robotic device.
請求項1記載のロボット装置であって、
前記制御装置は、少なくとも前記ロボット本体の現在位置と目標位置とのずれ量が所定量以下であるときに、前記目標電流と前記ディザ指令値とに基づいて前記制御信号を生成する、
ロボット装置。
The robot device according to claim 1,
The control device generates the control signal based on the target current and the dither command value at least when the amount of deviation between the current position of the robot body and the target position is equal to or less than a predetermined amount.
robotic device.
請求項1または2記載のロボット装置であって、
前記制御装置は、少なくとも前記ロボット本体の目標速度が所定速度以下であるときに、前記目標電流と前記ディザ指令値とに基づいて前記制御信号を生成する、
ロボット装置。
The robot device according to claim 1 or 2,
The control device generates the control signal based on the target current and the dither command value at least when the target speed of the robot body is equal to or less than a predetermined speed.
robotic device.
請求項1ないし3のうちの何れか1つの請求項に記載のロボット装置であって、
前記制御信号は、PWM信号であり、
前記ディザ周期は、前記PWM信号の周期よりも長い、
ロボット装置。
The robot device according to any one of claims 1 to 3,
the control signal is a PWM signal;
the dither period is longer than the period of the PWM signal;
robotic device.
請求項1ないし4のうちの何れか1つの請求項に記載のロボット装置であって、
前記調圧弁は、常閉型調圧弁であり、
前記制御装置は、前記目標電流の単位時間当たりの増加量である目標電流増加率が所定増加率以上であるときには、前記目標電流増加率が前記閾値未満であるときに比して、前記ディザ振幅を小さくする、
ロボット装置。
The robot device according to any one of claims 1 to 4,
The pressure regulating valve is a normally closed pressure regulating valve,
When the target current increase rate, which is the amount of increase in the target current per unit time, is equal to or greater than a predetermined increase rate, the control device reduces the dither amplitude compared to when the target current increase rate is less than the threshold value. to be smaller,
robotic device.
JP2021061546A 2021-03-31 2021-03-31 Robot device Pending JP2022157368A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021061546A JP2022157368A (en) 2021-03-31 2021-03-31 Robot device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021061546A JP2022157368A (en) 2021-03-31 2021-03-31 Robot device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2022157368A true JP2022157368A (en) 2022-10-14

Family

ID=83558618

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021061546A Pending JP2022157368A (en) 2021-03-31 2021-03-31 Robot device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2022157368A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6660448B2 (en) Actuator limit controller
JP6715493B2 (en) Actuator and driving method thereof
US20220331950A1 (en) Robot device and liquid supply device
EP3357722A1 (en) Suspension device
JP2022157368A (en) Robot device
WO1995024544A1 (en) High speed pneumatic servo actuator
Nasir et al. Development of small-sized servo valve controlled by using buckled tube and its application
WO2022054947A1 (en) Robot device and control method for same
JP2011202553A (en) Feedback control device
JP2022047782A (en) Robot device
JP2022159018A (en) Robot device
JP7327687B2 (en) robot equipment
CN114303014A (en) Robot device and liquid supply device
JP2022047778A (en) Robot device
JP7380897B2 (en) Robotic device and its control method
ONO et al. Improvement of low-cost wearable servo valve using buckled tube
JP2022155667A (en) Robot device
JP2022155671A (en) Robot device
JPH11287212A (en) Method and apparatus for controlling machine
WO2022054946A1 (en) Robot device and control method for same
JP2022157279A (en) Robot device
JP2022156161A (en) electric pump
WO2021187558A1 (en) Robot device
JP2022155598A (en) Robot device
JP2022155599A (en) Robot device

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20210423