JP5645564B2 - センサ装置及びロボット装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1実施形態に係るセンサ装置の概略構成を示すブロック図である。センサ装置100は、検出部101と、デジタルフィルタであるフィルタ部103と、演算手段である演算装置104と、変更手段である変更部106とを備えている。
f=(1/2π)√(k/m) (式1)
m=F/g (式2)
f=(1/2π)√(K/I) (式3)
次に、本発明の第2実施形態に係るセンサ装置について詳細に説明する。図3は、本発明の第2実施形態に係るセンサ装置の概略構成を示すブロック図である。なお、本第2実施形態において、上記第1実施形態と同様の構成については、説明を省略する。本第2実施形態では、演算装置104が、フィルタ部103及び変更部106に対して、別体に組み込まれる場合について説明する。演算装置104は、上記第1実施形態と同様の演算処理を行い、演算された振動数fを示す信号を出力する。
次に、本発明の第3実施形態に係るセンサ装置について詳細に説明する。図4は、本発明の第3実施形態に係るセンサ装置の概略構成を示すブロック図である。なお、本第3実施形態において、上記第1、第2実施形態と同様の構成については、説明を省略する。
次に、本発明の第4実施形態に係るセンサ装置について詳細に説明する。図5は、本発明の第4実施形態に係るセンサ装置の概略構成を示すブロック図である。なお、本第4実施形態において、上記第1〜第3実施形態と同様の構成については、説明を省略する。
次に、本発明の第5実施形態に係るセンサ装置について詳細に説明する。図6は、本発明の第5実施形態に係るセンサ装置の概略構成を示すブロック図である。なお、本第5実施形態において、上記第1〜第4実施形態と同様の構成については、説明を省略する。
次に、本発明の第6実施形態に係るセンサ装置について詳細に説明する。図7は、本発明の第6実施形態に係るセンサ装置の概略構成を示すブロック図である。なお、本第6実施形態において、上記第1〜第5実施形態と同様の構成については、説明を省略する。本第6実施形態のセンサ装置100Eは、上記第1実施形態と同様に、検出部101,フィルタ部103,演算装置104及び変更部106を備えると共に、更に、第二の記録装置801を備えている。
次に、本発明の第7実施形態に係るセンサ装置について説明する。図8は、本発明の第7実施形態に係るセンサ装置の概略構成を示すブロック図である。なお、本第7実施形態において、上記第1〜第6実施形態と同様の構成については、説明を省略する。
次に、本発明の第8実施形態に係るロボット装置について説明する。図9は、本発明の第8実施形態に係るロボット装置の概略構成を示す斜視図である。図10は、ロボット装置のハンド近傍の拡大斜視図である。図11は、本発明の第8実施形態に係るロボット装置の概略構成を示すブロック図である。
次に、本発明の第9実施形態に係るロボット装置について説明する。図13は、本発明の第9実施形態に係るロボット装置に搭載されたセンサ装置の概略構成を示すブロック図である。本第9実施形態のロボット装置は、上記第2実施形態のセンサ装置100Aを備えるものである。
101 検出部
103 フィルタ部(デジタルフィルタ)
104,104C 演算装置(演算手段)
106 変更部(変更手段)
201 第一の通信部(送信手段)
202 第二の通信部(受信手段)
1000 ロボット装置
1001 マニピュレータ(ロボットアーム本体)
Claims (14)
- 被測定対象の状態により変形する可撓体と、前記可撓体の変形量を検出し、検出結果を示す原検出信号を出力するセンサと、を有する検出部と、
フィルタ係数を用いて前記原検出信号をフィルタ処理して得られる検出信号を出力するデジタルフィルタと、
前記原検出信号または前記検出信号が入力され、前記入力された前記原検出信号または前記検出信号から前記原検出信号に含まれる前記可撓体の振動数を求める演算手段と、
前記求めた振動数により前記デジタルフィルタのフィルタ係数を変更させる変更手段と、を備えたことを特徴とするセンサ装置。 - 被測定対象の状態により変形する可撓体と、前記可撓体の変形量を検出し、検出結果を示す原検出信号を出力するセンサと、を有する検出部と、
フィルタ係数を用いてフィルタ処理するフィルタ部を複数有し、前記原検出信号を前記複数のフィルタ部でフィルタ処理して得られる検出信号を出力するデジタルフィルタと、
前記原検出信号または前記検出信号が入力され、前記入力された前記原検出信号または前記検出信号から前記原検出信号に含まれる前記可撓体の複数の振動数のそれぞれを求める演算手段と、
前記求めた振動数により前記各フィルタ部のフィルタ係数を変更させる変更手段と、を備えたことを特徴とするセンサ装置。 - 前記検出部が力覚センサであることを特徴とする請求項1又は2に記載のセンサ装置。
- 前記検出部がトルクセンサであることを特徴とする請求項1又は2に記載のセンサ装置。
- 前記演算手段は、高速フーリエ変換により時間領域信号から周波数領域信号に演算し、演算結果から前記原検出信号に含まれる信号成分の周波数帯域を超える周波数であってピーク値となる周波数成分を、前記振動数として抽出することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のセンサ装置。
- 前記演算手段は、前記被測定対象に作用する力又はトルクと前記振動数との相関関係を示す関係式又はテーブルを記憶する記憶部を有し、前記関係式又は前記テーブルを用いて前記振動数を求めることを特徴とする請求項3に記載のセンサ装置。
- 前記演算手段は、前記被測定対象に作用するトルクと前記振動数との相関関係を示す関係式又はテーブルを記憶する記憶部を有し、前記関係式又は前記テーブルを用いて前記振動数を求めることを特徴とする請求項4に記載のセンサ装置。
- 前記演算手段に接続された送信手段と、
前記変更手段に接続され、前記送信手段から前記振動数を示す信号を受信する受信手段とを備えたことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載のセンサ装置。 - 関節部で連結された複数のリンク、及び前記複数のリンクのうち、先端部に配置された先端リンクに設けられ、把持対象物を把持するハンドを有するロボットアーム本体と、
前記複数のリンク及び前記ハンドを駆動する複数のアクチュエータと、
前記ハンドに作用する力又はトルクにより変形する可撓体と、前記可撓体の変形量を検出し、検出結果を示す原検出信号を出力するセンサと、を有する力覚センサと、
フィルタ係数を用いて前記原検出信号をフィルタ処理して得られる検出信号を出力するデジタルフィルタと、
前記原検出信号または前記検出信号が入力され、前記入力された前記原検出信号または前記検出信号から前記原検出信号に含まれる前記可撓体の振動数を求める演算手段と、
前記求めた振動数により前記デジタルフィルタのフィルタ係数を変更させる変更手段と、
前記デジタルフィルタから出力される検出信号を用いて前記アクチュエータを制御する制御手段と、を備えたことを特徴とするロボット装置。 - 関節部で連結された複数のリンク、及び前記複数のリンクのうち、先端部に配置された先端リンクに設けられ、把持対象物を把持するハンドを有するロボットアーム本体と、
前記複数のリンク及び前記ハンドを駆動する複数のアクチュエータと、
前記リンクに作用するトルクにより変形する可撓体と、前記可撓体の変形量を検出し、検出結果を示す原検出信号を出力するセンサと、を有するトルクセンサと、
フィルタ係数を用いて前記原検出信号をフィルタ処理して得られる検出信号を出力するデジタルフィルタと、
前記原検出信号または前記検出信号が入力され、前記入力された前記原検出信号または前記検出信号から前記原検出信号に含まれる前記可撓体の振動数を演算により求める演算手段と、
前記求めた振動数により前記デジタルフィルタのフィルタ係数を変更させる変更手段と、
前記デジタルフィルタから出力される検出信号を用いて前記アクチュエータを制御する制御手段と、を備えたことを特徴とするロボット装置。 - 前記演算手段は、高速フーリエ変換により時間領域信号から周波数領域信号に演算し、演算結果から前記原検出信号に含まれる信号成分の周波数帯域を超える周波数であってピーク値となる周波数成分を、前記振動数として抽出することを特徴とする請求項9又は10に記載のロボット装置。
- 前記演算手段は、前記ハンドが受ける力又はトルクと前記振動数との相関関係を示す関係式又はテーブルを記憶する記憶部を有し、前記関係式又は前記テーブルを用いて前記振動数を求めることを特徴とする請求項9に記載のロボット装置。
- 前記演算手段は、前記リンクに作用するトルクと前記振動数との相関関係を示す関係式又はテーブルを記憶する記憶部を有し、前記関係式又は前記テーブルを用いて前記振動数を求めることを特徴とする請求項10に記載のロボット装置。
- 前記演算手段に接続された送信手段と、
前記変更手段に接続され、前記送信手段から前記振動数を示す信号を受信する受信手段と、を備え、
前記デジタルフィルタ、前記変更手段及び前記受信手段は、前記ロボットアーム本体に設けられ、前記演算手段及び前記送信手段は、前記ロボットアーム本体と別体に設けられていることを特徴とする請求項9乃至13のいずれか1項に記載のロボット装置。
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