JP4569653B2 - ロボット制御装置、ロボット制御方法及びロボット制御プログラム - Google Patents
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Description
角度θ(t)[p×1]
角度θ'(t)[p×1]
角度θ"(t)[p×1]
が与えられたとき、それらをリンクロボットの一般的な運動方程式
J(θ)θ"+C(θ',θ)+Dθ'+P(θ)+E(θ',θ)=τ
の左辺に直接代入することにより、右辺のトルクを求める問題である。ここで、
J(θ)θ"は p×1 の慣性項、
C(θ',θ)は p×1 の遠心力、コリオリの力に関する項、
Dθ'は p×1 の粘性摩擦係数、
P(θ)は p×1 の重力の項、
E(θ',θ)は p×1 の非線形摩擦の項、
τ(t)は p×1 の入力トルク
である。
J(θ)θ"+C(θ',θ)+Dθ'+P(θ)+E(θ',θ)=τ
をもとに求める問題である。すなわち、順動力学問題は、微分方程式を解く問題であって、上式を
θ"=J(θ)−1[−C(θ',θ)−Dθ'−P(θ)−E(θ',θ)+τ]
と変形した後、適当な初期条件
θ(0)=θ0
θ'(0)=θ0'
のもとで、オイラー法やルンゲタック法などによる数値積分を行うことにより解くことができる。
h(t)i=INV[θ(t),0,ei,0]
の演算を行う。
b(t)=INV[θ(t),θ(t)',0,g]
によってb(t)を計算する。
θ"(t)=H(t)−1[τ(t)−b(t)]
によってθ"(t)を計算する。
θ'(t+Δt)=θ'(t)+θ"(t)Δtθ(t+Δt)=θ(t)+θ'(t)Δt+θ"(t)Δt2/2
を計算する。
t=t+Δt
とする。
Claims (5)
- ロボットを構成する複数の構成部品にそれぞれ設定される座標系において、重心,質量,回転軸,重心における慣性行列を求めるための上記構成部品毎に記憶されている情報に基づき、上記ロボットを構成する複数の構成部品にそれぞれ設定された座標系において、重心,質量,回転軸,重心における慣性行列を求める第1の演算手段と、
上記構成物品の結合順序を獲得する獲得手段と、
上記獲得された結合順序を用いて連結された構成部品間の座標変換を行う第2の演算手段と、
上記慣性行列を用いて、ロボット全体の運動方程式を求める第3の演算手段と、
上記運動方程式により、各構成部品を駆動制御する制御手段を備え、
上記ロボットが仮想ロボットである場合は、上記第1の演算手段により、上記仮想ロボットを構成する各仮想構成部品にそれぞれ設定された座標系において、重心,質量,回転軸,重心における慣性行列を求める演算を行い、上記第2の演算手段により上記各仮想構成部品間の座標変換を行い、
上記ロボットが実ロボットである場合は、上記第1の演算手段により、上記実ロボットを構成する各構成部品にそれぞれ設定された座標系において、重心,質量,回転軸,重心における慣性行列を求める演算を行い、上記第2の演算手段により上記各構成部品間の座標変換を行うロボット制御装置。 - 上記ロボットが仮想ロボットである場合は、上記仮想ロボットを構成する各仮想構成部品に附属して記憶されている、上記各仮想構成部品にそれぞれ設定される座標系において、重心,質量,回転軸,重心における慣性行列を求めるための情報及び連結された仮想構成部品間の座標変換を行うための情報を用いて、
上記第1の演算手段により上記仮想ロボットを構成する各仮想構成部品にそれぞれ設定された座標系において、重心,質量,回転軸,重心における慣性行列を求める演算を行い、上記第2の演算手段により上記各仮想構成部品間の座標変換を行い、
上記仮想ロボットの動きをシミュレーションした制御プログラムにより、実ロボットを制御する請求項1記載のロボット制御装置。 - 上記ロボットが実ロボットである場合は、上記実ロボットを構成する各構成部品に記憶されている、上記各構成部品にそれぞれ設定される座標系において、重心,質量,回転軸,重心における慣性行列を求めるための情報及び連結された構成部品間の座標変換を行うための情報を用いて、
上記第1の演算手段により上記実ロボットを構成する各構成部品にそれぞれ設定された座標系において、重心,質量,回転軸,重心における慣性行列を求める演算を行い、上記第2の演算手段により上記各構成部品間の座標変換を行い、
上記実ロボットの動きをシミュレーションした制御プログラムにより、仮想ロボットを制御する請求項1記載のロボット制御装置。 - ロボットを構成する複数の構成部品にそれぞれ設定される座標系において、重心,質量,回転軸,重心における慣性行列を求めるための上記構成部品毎に記憶されている情報に基づき、上記ロボットを構成する複数の構成部品にそれぞれ設定された座標系において、重心,質量,回転軸,重心における慣性行列を求める第1の演算ステップと、
上記構成物品の結合順序を獲得する獲得ステップと、
上記獲得された結合順序を用いて連結された構成部品間の座標変換を行う第2の演算ステップと、
上記慣性行列を用いて、ロボット全体の運動方程式を求める第3の演算ステップと、
上記運動方程式により、各構成部品を駆動制御する制御ステップを有し、
上記ロボットが仮想ロボットである場合は、上記第1の演算ステップで、上記仮想ロボットを構成する各仮想構成部品にそれぞれ設定された座標系において、重心,質量,回転軸,重心における慣性行列を求める演算を行い、上記第2の演算ステップで上記各仮想構成部品間の座標変換を行い、
上記ロボットが実ロボットである場合は、上記第1の演算ステップで、上記実ロボットを構成する各構成部品にそれぞれ設定された座標系において、重心,質量,回転軸,重心における慣性行列を求める演算を行い、上記第2の演算ステップで上記各構成部品間の座標変換を行うロボット制御方法。 - ロボット制御装置に搭載されたコンピュータにより実行されるロボット制御プログラムであって、
ロボットを構成する複数の構成部品にそれぞれ設定される座標系において、重心,質量,回転軸,重心における慣性行列を求めるための上記構成部品毎に記憶されている情報に基づき、上記ロボットを構成する複数の構成部品にそれぞれ設定された座標系において、重心,質量,回転軸,重心における慣性行列を求める第1の演算手段と、上記構成物品の結合順序を獲得する獲得手段と、上記獲得された結合順序を用いて連結された構成部品間の座標変換を行う第2の演算手段と、上記慣性行列を用いて、ロボット全体の運動方程式を求める第3の演算手段と、上記運動方程式により、各構成部品を駆動制御する制御手段として上記コンピュータを機能させ、
上記ロボットが仮想ロボットである場合は、上記第1の演算手段により、上記仮想ロボットを構成する各仮想構成部品にそれぞれ設定された座標系において、重心,質量,回転軸,重心における慣性行列を求める演算を行い、上記第2の演算手段により上記各仮想構成部品間の座標変換を行い、上記ロボットが実ロボットである場合は、上記第1の演算手段により、上記実ロボットを構成する各構成部品にそれぞれ設定された座標系において、重心,質量,回転軸,重心における慣性行列を求める演算を行い、上記第2の演算手段により上記各構成部品間の座標変換を行う処理を上記コンピュータに実行させるロボット制御プログラム。
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JP2008076568A JP4569653B2 (ja) | 2008-03-24 | 2008-03-24 | ロボット制御装置、ロボット制御方法及びロボット制御プログラム |
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