JP3424849B2 - マニピュレータのコンプライアンス制御装置 - Google Patents
マニピュレータのコンプライアンス制御装置Info
- Publication number
- JP3424849B2 JP3424849B2 JP01576394A JP1576394A JP3424849B2 JP 3424849 B2 JP3424849 B2 JP 3424849B2 JP 01576394 A JP01576394 A JP 01576394A JP 1576394 A JP1576394 A JP 1576394A JP 3424849 B2 JP3424849 B2 JP 3424849B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- force
- compliance
- manipulator
- value
- maximum absolute
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Manipulator (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】力センサを備えたマニピュレータ
のコンプライアンス制御装置に関する。
のコンプライアンス制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】マニピュレータの力制御方式の一つに、
力センサの情報を位置や姿勢の変化量に変換してフィー
ドバックするコンプライアンス制御がある。この制御方
式は、力センサ情報を位置や姿勢の変化量に変換するた
めの仮想的な慣性、粘性、及び剛性のコンプライアンス
パラメータを調整することによって、マニピュレータと
作業環境との相互作用を制御するものである。コンプラ
イアンスパラメータを変更することによってマニピュレ
ータのみかけの柔らかさを変えられるので、多様な作業
に対応することができる。
力センサの情報を位置や姿勢の変化量に変換してフィー
ドバックするコンプライアンス制御がある。この制御方
式は、力センサ情報を位置や姿勢の変化量に変換するた
めの仮想的な慣性、粘性、及び剛性のコンプライアンス
パラメータを調整することによって、マニピュレータと
作業環境との相互作用を制御するものである。コンプラ
イアンスパラメータを変更することによってマニピュレ
ータのみかけの柔らかさを変えられるので、多様な作業
に対応することができる。
【０００３】このコンプライアンスパラメータを可変に
することは、特開平４−２６７４０９号公報、特開平５
−１０８１０８号公報、及び特開平５−１８９００８号
公報に開示されるように公知である。特に、特開平５−
１８９００８号公報の技術は、マニピュレータが把持す
るワークが、磨き作業等でその形状が大きく変化した場
合にも良好に接触作業を行い得るよう、コンプライアン
スパラメータを力センサで検出した力に応じて動的に変
更するにするものである。
することは、特開平４−２６７４０９号公報、特開平５
−１０８１０８号公報、及び特開平５−１８９００８号
公報に開示されるように公知である。特に、特開平５−
１８９００８号公報の技術は、マニピュレータが把持す
るワークが、磨き作業等でその形状が大きく変化した場
合にも良好に接触作業を行い得るよう、コンプライアン
スパラメータを力センサで検出した力に応じて動的に変
更するにするものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】一方、マニピュレータ
が接触する物体自体の持つ硬さや柔らかさによって接触
状態が違ってくるので、接触する物体に応じてコンプラ
イアンスパラメータを調整する必要がある。たとえば、
作用する力に対して動きやすくなるコンプライアンスパ
ラメータを設定して力の作用する方向に逃げる機能を持
たせ、人の接触などの作業対象でない物体の干渉に対し
て過度の力が作用しないように安全を期することができ
る反面、そのように調整したコンプライアンスパラメー
タでは、硬い物体と接触すると、系が発振して安定した
接触状態を保てず、目的の動作を達成できない場合があ
った。そこで、本発明は、接触物体の硬さ（柔らかさ）
に応じてコンプライアンスパラメータを自動的に調整で
きるマニピュレータのコンプライアンス制御装置を提供
することを目的とする。
が接触する物体自体の持つ硬さや柔らかさによって接触
状態が違ってくるので、接触する物体に応じてコンプラ
イアンスパラメータを調整する必要がある。たとえば、
作用する力に対して動きやすくなるコンプライアンスパ
ラメータを設定して力の作用する方向に逃げる機能を持
たせ、人の接触などの作業対象でない物体の干渉に対し
て過度の力が作用しないように安全を期することができ
る反面、そのように調整したコンプライアンスパラメー
タでは、硬い物体と接触すると、系が発振して安定した
接触状態を保てず、目的の動作を達成できない場合があ
った。そこで、本発明は、接触物体の硬さ（柔らかさ）
に応じてコンプライアンスパラメータを自動的に調整で
きるマニピュレータのコンプライアンス制御装置を提供
することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明のマニピュレータ
のコンプライアンス制御装置は、力センサを備えたマニ
ピュレータのコンプライアンス制御装置において、前記
力センサによって検出した力情報の時間微分値を求める
微分器と、前記力情報の時間微分値号の最大絶対値を保
持する手段と、その保持している最大絶対値が大きくな
ると作用する力に対して動きにくくなるようコンプライ
アンスパラメータを変化させる手段と、を備えることを
特徴とするものである。また、前記最大絶対値を保持す
る手段は、一定時間前記力センサによって検出した力情
報がゼロのときは、保持していた値をゼロクリアするこ
とを特徴とするものである。
のコンプライアンス制御装置は、力センサを備えたマニ
ピュレータのコンプライアンス制御装置において、前記
力センサによって検出した力情報の時間微分値を求める
微分器と、前記力情報の時間微分値号の最大絶対値を保
持する手段と、その保持している最大絶対値が大きくな
ると作用する力に対して動きにくくなるようコンプライ
アンスパラメータを変化させる手段と、を備えることを
特徴とするものである。また、前記最大絶対値を保持す
る手段は、一定時間前記力センサによって検出した力情
報がゼロのときは、保持していた値をゼロクリアするこ
とを特徴とするものである。
【０００６】
【作用】本発明は、力情報は硬い物体との接触の際には
急激に変化することに着目したものであり、力情報の時
間微分値を取り出すことによって硬い物体との接触を検
出し、これによって自律的にコンプライアンスパラメー
タを変更するようにするものである。
急激に変化することに着目したものであり、力情報の時
間微分値を取り出すことによって硬い物体との接触を検
出し、これによって自律的にコンプライアンスパラメー
タを変更するようにするものである。
【０００７】
【実施例】以下、本発明を、図面に示す実施例に基づい
て説明する。図１は、本発明を実施した制御ブロック図
である。マニピュレータ８には各駆動軸に位置検出器９
と手首に力検出器１０が備わっており、外部から入力さ
れた指令軌道１は力情報３に基づいてコンプライアンス
軌道生成部５で修正され、制御目標軌道２として制御装
置に送られる。マニピュレータ８は制御目標軌道に追従
して動くようにマニピュレータ制御装置７によって位置
制御されており、作用した力に応じてマニピュレータの
位置が制御されるコンプライアンス制御が実施されてい
る。本発明は、このようなコンプライアンス制御装置
に、微分器１４とコンプライアンスパラメータ調整部６
を付加するものである。微分器１４は力情報の時間微分
値４を求め、コンプライアンスパラメータ調整部６はそ
の微分値４によってコンプライアンスパラメータを調整
する。
て説明する。図１は、本発明を実施した制御ブロック図
である。マニピュレータ８には各駆動軸に位置検出器９
と手首に力検出器１０が備わっており、外部から入力さ
れた指令軌道１は力情報３に基づいてコンプライアンス
軌道生成部５で修正され、制御目標軌道２として制御装
置に送られる。マニピュレータ８は制御目標軌道に追従
して動くようにマニピュレータ制御装置７によって位置
制御されており、作用した力に応じてマニピュレータの
位置が制御されるコンプライアンス制御が実施されてい
る。本発明は、このようなコンプライアンス制御装置
に、微分器１４とコンプライアンスパラメータ調整部６
を付加するものである。微分器１４は力情報の時間微分
値４を求め、コンプライアンスパラメータ調整部６はそ
の微分値４によってコンプライアンスパラメータを調整
する。
【０００８】図２はコンプライアンスパラメータ調整部
６とコンプライアンス軌道生成部５の詳細ブロック図で
ある。保持レジスタ１１は力の微分信号の最大絶対値を
保持し、コンプライアンスパラメータ１２は、保持レジ
スタの保持する値によって調整される。マニピュレータ
に力が作用していない初期状態では、保持レジスタには
ゼロが保持され、コンプライアンスパラメータは作用す
る力に対して十分動きやすいよう設定されている。保持
レジスタの保持している値を接触している物体の硬さの
程度を示すものとみなし、保持する値が大きくなると、
作用する力に対して動きにくくなるようコンプライアン
スパラメータを変化させる。調整されたコンプライアン
スパラメータはコンプライアンス軌道生成部５に送られ
て、制御目標軌道を作るのに使われる。また、レジスタ
クリア１３は、計時機能を有し、力信号３が一定時間以
上ゼロのときには、物体との接触からの離脱とみなして
保持レジスタ１１をゼロにクリアする。
６とコンプライアンス軌道生成部５の詳細ブロック図で
ある。保持レジスタ１１は力の微分信号の最大絶対値を
保持し、コンプライアンスパラメータ１２は、保持レジ
スタの保持する値によって調整される。マニピュレータ
に力が作用していない初期状態では、保持レジスタには
ゼロが保持され、コンプライアンスパラメータは作用す
る力に対して十分動きやすいよう設定されている。保持
レジスタの保持している値を接触している物体の硬さの
程度を示すものとみなし、保持する値が大きくなると、
作用する力に対して動きにくくなるようコンプライアン
スパラメータを変化させる。調整されたコンプライアン
スパラメータはコンプライアンス軌道生成部５に送られ
て、制御目標軌道を作るのに使われる。また、レジスタ
クリア１３は、計時機能を有し、力信号３が一定時間以
上ゼロのときには、物体との接触からの離脱とみなして
保持レジスタ１１をゼロにクリアする。
【０００９】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、マ
ニピュレータが接触する物体の硬さ柔らかさを力情報の
時間微分信号を用いて簡便に判別し、それに応じて自律
的にコンプライアンスパラメータを調整するので、対象
物体がいかなるものであっても接触状態を良好に保つこ
とが可能となる。
ニピュレータが接触する物体の硬さ柔らかさを力情報の
時間微分信号を用いて簡便に判別し、それに応じて自律
的にコンプライアンスパラメータを調整するので、対象
物体がいかなるものであっても接触状態を良好に保つこ
とが可能となる。
【図１】本発明の一実施例における制御ブロック図
【図２】本発明の特徴部分の詳細ブロック図
１ 指令軌道
２ 制御目標軌道
３ 力信号
４ 力の時間微分信号
５ コンプライアンス軌道生成部
６ コンプライアンスパラメータ調整部
７ マニピュレータ制御装置
８ マニピュレータ
９ 力検出器
１０ 位置検出器
１１ 保持レジスタ
１２ コンプライアンスパラメータ
１３ レジスタクリア
１４ 微分器
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｇ０５Ｂ 13/02 Ｇ０５Ｂ 13/02 Ｂ
Ｇ０５Ｄ 15/01 Ｇ０５Ｄ 15/01
Claims (2)
- 【請求項１】力センサを備えたマニピュレータのコンプ
ライアンス制御装置において、 前記力センサによって検出した力情報の時間微分値を求
める微分器と、前記力情報の時間微分値号の最大絶対値を保持する手段
と、 その保持している最大絶対値が大きくなると作用する力
に対して動きにくくなるようコンプライアンスパラメー
タを変化させる手段と、 を備えること を特徴とするマニピュレータのコンプライ
アンス制御装置。 - 【請求項２】前記最大絶対値を保持する手段は、一定時
間前記力センサによって検出した力情報がゼロのとき
は、保持していた値をゼロクリアすることを特徴とする
請求項１記載のマニピュレータのコンプライアンス制御
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01576394A JP3424849B2 (ja) | 1994-01-14 | 1994-01-14 | マニピュレータのコンプライアンス制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01576394A JP3424849B2 (ja) | 1994-01-14 | 1994-01-14 | マニピュレータのコンプライアンス制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07210250A JPH07210250A (ja) | 1995-08-11 |
| JP3424849B2 true JP3424849B2 (ja) | 2003-07-07 |
Family
ID=11897841
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01576394A Expired - Fee Related JP3424849B2 (ja) | 1994-01-14 | 1994-01-14 | マニピュレータのコンプライアンス制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3424849B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6696769B2 (en) | 2001-04-04 | 2004-02-24 | Halla Climate Control Corporation | Mode switch assembly of automobile having impact/load absorbing apparatus |
| JP2010058253A (ja) * | 2008-09-08 | 2010-03-18 | Waseda Univ | ２足歩行ロボットの制御装置、及び２足歩行ロボットの制御方法 |
| JP5371882B2 (ja) * | 2010-05-13 | 2013-12-18 | 三菱電機株式会社 | 力制御装置 |
| JP5966372B2 (ja) * | 2012-01-17 | 2016-08-10 | セイコーエプソン株式会社 | ロボット制御装置、ロボットシステム、ロボット制御方法及びロボット |
| JP5962020B2 (ja) | 2012-01-17 | 2016-08-03 | セイコーエプソン株式会社 | ロボット制御装置、ロボットシステム、ロボット及びロボット制御方法 |
| JP6922829B2 (ja) * | 2018-04-26 | 2021-08-18 | オムロン株式会社 | 制御システム、制御方法、および制御プログラム |
-
1994
- 1994-01-14 JP JP01576394A patent/JP3424849B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07210250A (ja) | 1995-08-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2019018340A (ja) | 作業用ロボット、作業用ロボットの制御方法 | |
| EP0583476A1 (en) | Adaptive sliding mode control method for control object including spring system | |
| JP2004355632A (ja) | スライディングモード制御器を有するモーションコントローラ | |
| Seki et al. | How to design force sensorless power assist robot considering environmental characteristics-position control based or force control based | |
| US5637969A (en) | Vibration control method | |
| US20060253223A1 (en) | Robotic trajectories using behavior superposition | |
| JPH11231925A (ja) | ダイレクトティーチング用ロボットの手先 | |
| JP3424849B2 (ja) | マニピュレータのコンプライアンス制御装置 | |
| CN112936278A (zh) | 机器人的人机协作控制方法、装置和机器人 | |
| JPH08227320A (ja) | 直交座標系上で柔らかさが調節可能なサーボ系 | |
| JPWO2019202900A1 (ja) | 行動推定装置、行動推定方法、および行動推定プログラム | |
| JP2024015086A (ja) | ロボットシステム、制御方法、物品の製造方法、制御プログラム、記録媒体 | |
| JP3115147B2 (ja) | ロボット制御装置及びコントローラ | |
| CN113069315B (zh) | 机器人提供助力的方法、装置和康复机器人 | |
| JPH05108108A (ja) | コンプライアンス制御方法及び制御装置 | |
| EP0271590B1 (en) | Robot control apparatus | |
| JPH10180663A (ja) | ロボットアームの制御装置 | |
| JPH1177580A (ja) | ロボットの制御装置 | |
| Mobasser et al. | Transparent rate mode bilateral teleoperation control | |
| JP3599849B2 (ja) | サーボ制御における移動指令の分配方法 | |
| WO2020161880A1 (ja) | 動作モデル算出装置、制御装置、関節機構、動作モデル算出方法、プログラムが記録された記録媒体 | |
| JP4524729B2 (ja) | 遠隔操縦ロボットの制御装置 | |
| JP2733881B2 (ja) | Ｐｉ制御ループをベースにした適応スライディングモード制御方式 | |
| JP2005118466A (ja) | 肢体駆動装置の制御装置 | |
| JP4232196B2 (ja) | ロボットの直接教示装置およびロボットシステム |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090502 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100502 Year of fee payment: 7 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |