JP4113948B2 - 操作力発生装置 - Google Patents
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Description
2a,2b 基板
3 低剛性機構
4 アクチュエータ
6 変位−操作力特性
7 高減衰機構
10,20 低剛性部材
11,21 変位センサ
12,22 ボールジョイント
13,23,33 制御装置
14 ロボットの胴体
15 脚
40,50 高減衰部材
44 緩衝器
45 非線形ゴム状弾性部材
Claims (9)
- ロボットが外部に加える操作力の反力によって互いの間隔が変化する方向に変位する一対の相対する基板の間に、前記操作力の反力によって線形に弾性変形する低剛性機構を少なくとも一つ介設するとともに、
前記低剛性機構の片側に位置する前記基板を、前記ロボットが具えるアクチュエータで駆動するように構成し、
所望の操作力を目標操作力として、その目標操作力と、前記操作力の反力によって線形に弾性変形する前記低剛性機構の剛性とを用いて、前記所望の操作力を発生させるために必要な前記低剛性機構の目標弾性変形量を求め、その目標弾性変形量と前記低剛性機構の実弾性変形量との差分量にゲインを乗ずることにより差分補償量を求め、前記目標操作力から求めた前記低剛性機構の弾性変形量の指令値である前記目標弾性変形量に前記差分補償量を加えて目標アクチュエータ位置を求め、その目標アクチュエータ位置に前記アクチュエータの実位置が追従するように前記アクチュエータの実位置のフィードバック制御に基づく位置制御を行うことにより前記所望の操作力を発生させる制御装置を設けたことを特徴とする、操作力発生装置。 - 前記操作力によって線形に弾性変形する低剛性機構が機械バネを有し、
前記制御装置が、この機械バネの弾性変形量を前記実弾性変形量として制御することを特徴とする、請求項1記載の操作力発生装置。 - 前記操作力によって線形に弾性変形する低剛性機構が柱状のゴム状弾性部材を有し、
前記制御装置が、このゴム状弾性部材の弾性変形量を前記実弾性変形量として制御することを特徴とする、請求項1記載の操作力発生装置。 - ロボットが外部に加える操作力の反力によって互いの間隔が変化する方向に変位する一対の相対する基板と、
これらの基板間に介設された少なくとも一つの低剛性機構と、
前記低剛性機構の片側に位置する前記基板を駆動する、前記ロボットが具えるアクチュエータと、
所望の操作力を目標操作力として、その目標操作力と、前記低剛性機構の弾性変形量とその弾性変形によって発生する力との間の関係を予め測定した弾性変形量−操作力特性とから、前記所望の操作力を発生させるために必要な前記低剛性機構の目標弾性変形量を求め、その目標弾性変形量と前記低剛性機構の実弾性変形量との差分量にゲインを乗ずることにより差分補償量を求め、前記目標操作力から求めた前記低剛性機構の弾性変形量の指令値である前記目標弾性変形量に前記差分補償量を加えて目標アクチュエータ位置を求め、その目標アクチュエータ位置に前記アクチュエータの実位置が追従するように前記アクチュエータの実位置のフィードバック制御に基づく位置制御を行うことにより前記所望の操作力を発生させる制御装置と、
を具えることを特徴とする、操作力発生装置。 - 前記低剛性機構が機械バネを有し、
前記制御装置が、予め測定した弾性変形量−操作力特性から、前記所望の操作力を発生させるに必要な目標弾性変形量として前記機械バネの目標弾性変形量を求め、前記機械バネの実弾性変形量を前記低剛性機構の実弾性変形量として前記目標弾性変形量と前記低剛性機構の実弾性変形量との差分量にゲインを乗ずることにより前記差分補償量を求めることを特徴とする、請求項4記載の操作力発生装置。 - 前記低剛性機構が柱状のゴム状弾性部材を有し、
前記制御装置が、予め測定した弾性変形量−操作力特性から、前記所望の操作力を発生させるに必要な目標弾性変形量として前記ゴム状弾性部材の目標弾性変形量を求め、前記ゴム状弾性部材の実弾性変形量を前記低剛性機構の実弾性変形量として前記目標弾性変形量と前記低剛性機構の実弾性変形量との差分量にゲインを乗ずることにより前記差分補償量を求めることを特徴とする、請求項4記載の操作力発生装置。 - 前記ロボットが外部に加える操作力の反力およびそのロボットに外部から加わる衝撃力の少なくとも一方によって互いの間隔が変化する方向に変位する一対の相対する基板の間に、それら両基板間の振動を減衰させる高減衰機構を少なくとも一つ介設したことを特徴とする、請求項1または請求項4記載の操作力発生装置。
- 前記高減衰機構が、作動流体を用いた緩衝器であることを特徴とする、請求項7記載の操作力発生装置。
- 前記高減衰機構が、弾性変形するとともにばね定数が変化する特性を有する非線形ゴム状弾性部材であることを特徴とする、請求項7記載の操作力発生装置。
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ID=34212387
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