JP5823924B2

JP5823924B2 - パワーアシスト装置、その制御方法及びプログラム

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Publication number: JP5823924B2
Application number: JP2012137807A
Authority: JP
Inventors: 直行武居; 藤本　英雄; 英雄藤本; 力也牧野; 弘俊藤原
Original assignee: Nagoya Institute of Technology NUC; Toyota Motor Corp
Current assignee: Nagoya Institute of Technology NUC; Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-06-19
Filing date: 2012-06-19
Publication date: 2015-11-25
Anticipated expiration: 2032-06-19
Also published as: JP2014001056A

Description

本発明は、パワーアシスト装置、その制御方法及びプログラムに関する。

ワイヤによってワークを吊り、作業者の操作に応じてそのワークを所望の位置へ移動させることができる様々なパワーアシスト装置が知られている。一方、その操作方法は、一般に、操作部において昇降、水平移動などの釦操作を行うもので、その操作性が良好と言えるものではなかった。

これに対して、ワイヤに掛かる平均的な荷重を力センサにより検出し、それを基準荷重とし、力センサからの現在の荷重と、その基準荷重との差からワークに対する操作力を求め、モータをアシスト方向へ駆動するパワーアシスト装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平５−３１０３９６号公報

しかしながら、特許文献１に示すパワーアシスト装置においては、単一の力センサを用いて荷重を検出しているため、例えば、基準荷重が変動した場合に、操作力を精度良く算出することが困難となり、最適にパワーアシストができなくなる虞がある。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、最適なパワーアシストを行うことができるパワーアシスト装置、その制御方法及びプログラムを提供することを目的とする。

本発明の一形態に係るパワーアシスト装置は、ワークを保持する保持手段と、一端が前記保持手段に接続され、他端が第１の巻取り手段に接続される第１のワイヤと、一端が前記保持手段に接続され、他端が第２の巻取り手段に接続される第２のワイヤと、一方の出力軸に前記第１の巻取り手段が接続され、他方の出力軸に前記第２の巻取り手段が接続される差動手段を含み、前記第１及び第２の巻取り手段に駆動力を伝達する駆動手段と、前記第１の巻取り手段と前記第２の巻取り手段との回転差を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記ワークに対する操作力を算出し、算出した操作力をアシストするように前記駆動手段を制御する制御手段と、を備える。

上記パワーアシスト装置において、前記差動手段は、前記第１の巻取り手段に接続される歯車と、前記第２の巻取り手段に接続される歯車と、を接続する弾性部材を備え、前記弾性部材は、前記第１の巻取り手段と前記第２の巻取り手段との回転差を補正することが好ましい。

上記パワーアシスト装置において、第３の巻取り手段を介して前記駆動手段に接続されるカウンターウエイトをさらに備えることが好ましい。

上記パワーアシスト装置において、前記検出手段は、デジタルセンサであることが好ましい。

上記パワーアシスト装置において、前記制御手段は、慣性・粘性系のインピーダンスモデルを用い、慣性、粘性、及び算出した操作力に基づいて、前記操作力をアシストするように前記駆動手段を制御することが好ましい。

本発明の一形態に係るパワーアシスト装置の制御方法は、ワークを保持する保持手段と、一端が前記保持手段に接続され、他端が第１の巻取り手段に接続される第１のワイヤと、一端が前記保持手段に接続され、他端が第２の巻取り手段に接続される第２のワイヤと、一方の出力軸に前記第１の巻取り手段が接続され、他方の出力軸に前記第２の巻取り手段が接続される差動手段を含み、前記第１及び第２の巻取り手段に駆動力を伝達する駆動手段と、前記第１の巻取り手段と前記第２の巻取り手段との回転差を検出する検出手段と、前記駆動手段を制御する制御手段と、を備えるパワーアシスト装置の制御方法であって、前記検出手段が前記第１の巻取り手段と前記第２の巻取り手段との回転差を検出する工程と、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記制御手段は前記ワークに対する操作力を算出し、算出した操作力をアシストするように前記駆動手段を制御する工程と、を備える。

本発明の一形態に係るパワーアシスト装置のプログラムは、ワークを保持する保持手段と、一端が前記保持手段に接続され、他端が第１の巻取り手段に接続される第１のワイヤと、一端が前記保持手段に接続され、他端が第２の巻取り手段に接続される第２のワイヤと、一方の出力軸に前記第１の巻取り手段が接続され、他方の出力軸に前記第２の巻取り手段が接続される差動手段を含み、前記第１及び第２の巻取り手段に駆動力を伝達する駆動手段と、前記第１の巻取り手段と前記第２の巻取り手段との回転差を検出する検出手段と、を備えるパワーアシスト装置のプログラムであって、前記検出手段で前記第１の巻取り手段と前記第２の巻取り手段との回転差を検出させる処理と、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記ワークに対する操作力を算出し、算出した操作力をアシストするように前記駆動手段を制御させる処理と、をコンピュータに実行させる。

以上、説明したように、本発明によると、最適なパワーアシストを行うことができるパワーアシスト装置、その制御方法及びプログラムを提供することができる。

本発明の実施の形態に係るパワーアシスト装置を概略的に示す透視図である。本発明の実施の形態に係るパワーアシスト装置における、駆動部近傍を概略的に示す拡大図である。本発明の実施の形態に係るパワーアシスト装置の構成ブロック図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら説明する。但し、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。

図１乃至図３に示すように、本実施の形態のパワーアシスト装置１は、フレーム２、保持部３、第１のワイヤ４、第２のワイヤ５、駆動部６、回転差検出部７、回転検出部８及び制御部９等を備えている。なお、図１及び図２はパワーアシスト装置１を概略的に示しているため、図１は図２に対して駆動部６の構成を簡略化して示している。

フレーム２は、駆動部６等を支持している。保持部３は、保持手段の一具体例であり、例えばフック３ａを備えており、当該フック３ａにワーク（図示を省略）を引っ掛けて吊り下げる構成とされている。但し、保持部３は、ワークを保持できれば任意の構成が適用可能である。

第１のワイヤ４は、例えば金属製のワイヤロープやチェーンであり、一端が保持部３に接続され、他端が第１の巻取り車１０に接続されている。本実施の形態の第１のワイヤ４は、一端が保持部３のフック３ａに対して前方側に接続され、鉛直上方に延在している。そして、第１のワイヤ４は、フレーム２に回転可能に設けられた定滑車１１を介して、略水平方向に向きを変えられ、他端が第１の巻取り車１０に接続されている。

第２のワイヤ５も、例えば金属製のワイヤロープやチェーンであり、一端が保持部３に接続され、他端が第２の巻取り車１２に接続されている。本実施の形態の第２のワイヤ５は、一端が保持部３のフック３ａに対して後方側に接続され、鉛直上方に延在している。

このとき、第１のワイヤ４の一端と第２のワイヤ５の一端とは、フック３ａと保持部３との接続部を挟んで前後方向に等しい間隔で配置されている。第２のワイヤ５は、フレーム２に回転可能に設けられた定滑車１３を介して、略水平方向に向きを変えられ、他端が第２の巻取り車１２に接続されている。第２のワイヤ５の第２の巻取り車１２への巻取り方向は、第１のワイヤ４の第１の巻取り車１０への巻取り方向と等しい。
第１のワイヤ４における保持部３と第１の巻取り車１０、及び第２のワイヤ５における保持部３と第２の巻取り車１２との間の滑車の数は特に限定されない。

これらの第１のワイヤ４と第２のワイヤ５とは、保持部３のフック３ａにワークが吊り下げられた状態で、略等しい張力が作用するように配置されている。

駆動部６は、差動機構１４、第１の巻取り車１０、第２の巻取り車１２、第１の歯車１５、第２の歯車１６及び駆動源１７を備えている。差動機構１４は、所謂ディファレンシャルギヤである。つまり、差動機構１４は、第１のサイドギヤ１４ａ、第２のサイドギヤ１４ｂ、第１のピニオンギヤ１４ｃ、第２のピニオンギヤ１４ｄ、及び枠体１４ｅを備えており、当該枠体１４ｅ内に各ギヤが収容されている。

第１のサイドギヤ１４ａは、第１の出力軸１４ｆに接続されており、当該第１の出力軸１４ｆを介して枠体１４ｅに回転可能に支持されている。第２のサイドギヤ１４ｂは、第１のサイドギヤ１４ａと等しい歯数を有し、第１のサイドギヤ１４ａと向かい合うように配置されている。この第２のサイドギヤ１４ｂは、第２の出力軸１４ｇに接続されており、当該第２の出力軸１４ｇを介して枠体１４ｅに回転可能に支持されている。

ここで、第１の出力軸１４ｆと第２の出力軸１４ｇとは、回転中心が一致し、相反する方向に枠体１４ｅから突出している。そして、第１の出力軸１４ｆ及び第２の出力軸１４ｇは、上下方向から見て第１のワイヤ４及び第２のワイヤ５の延在方向と略直交するように配置されている。

第１の出力軸１４ｆには、第１の巻取り車１０が接続されている。そして、第２の出力軸１４ｇには、第２の巻取り車１２が接続されている。第１の巻取り車１０及び第２の巻取り車１２は、巻取り手段の一具体例であり、略円筒形状の部材であり、略等しい外形を有する。

第１のピニオンギヤ１４ｃは、第１のサイドギヤ１４ａ及び第２のサイドギヤ１４ｂと略直交するように配置されている。この第１のピニオンギヤ１４ｃは、第１のサイドギヤ１４ａと第２のサイドギヤ１４ｂとに噛み合わされている。第１のピニオンギヤ１４ｃは、第１の支持軸１４ｈに連結されており、当該第１の支持軸１４ｈを介して枠体１４ｅに回転可能に支持されている。

第２のピニオンギヤ１４ｄは、第１のピニオンギヤ１４ｃと等しい歯数を有し、第１のピニオンギヤ１４ｃと向かい合うように配置されている。この第２のピニオンギヤ１４ｄも、第１のサイドギヤ１４ａと第２のサイドギヤ１４ｂとに噛み合わされている。第２のピニオンギヤ１４ｄは、第１の支持軸１４ｈと同一軸心上に配置された第２の支持軸１４ｉに連結されており、当該第２の支持軸１４ｉを介して枠体１４ｅに回転可能に支持されている。

枠体１４ｅは、例えばフレーム２に回転可能に支持されている。この枠体１４ｅは、第１のピニオンギヤ１４ｃ及び第２のピニオンギヤ１４ｄを介して駆動源１７の駆動力が伝達される。本実施の形態の枠体１４ｅは、外周部分に歯（図示を省略）が形成されており、当該歯が第２の歯車１６に噛み合わされることで、駆動力の伝達が可能な構成とされている。但し、差動機構１４への駆動源１７の駆動力の伝達は、上記の構成に限定されない。

ちなみに、差動機構１４の第１のサイドギヤ１４ａと第２のサイドギヤ１４ｂとは、図２に示すように、バネ等の弾性体１４ｊで連結されていることが好ましい。なお、弾性体１４ｊの機能については後述する。

第１の歯車１５及び第２の歯車１６は、駆動源１７の駆動力を増幅して差動機構１４に伝達する減速機構を構成する。第１の歯車１５は、駆動源１７の出力軸に接続されている。第２の歯車１６は、例えばフレーム２に回転可能に支持されており、第１の歯車１５及び差動機構１４の枠体１４ｅの外周部分に形成された歯に噛み合わされている。但し、歯車の数や歯数は特に限定されず、駆動源１７の駆動力を差動機構１４に良好に伝達できれば良い。

駆動源１７は、例えば駆動モータである。駆動源１７は、駆動回路１８を介して制御部９からの制御信号に基づいて動作する。

回転差検出部７は、第１の巻取り車１０と第２の巻取り車１２との回転差を検出する。本実施の形態の回転差検出部７は、第１の巻取り車１０の回転情報を検出する第１の検出部７ａ、及び第２の巻取り車１２の回転情報を検出する第２の検出部７ｂを備えている。

第１の検出部７ａは、例えばエンコーダ等のデジタルセンサで構成することができ、第１の巻取り車１０の回転角度、回転角速度、回転角加速度などの回転情報を検出する。第１の検出部７ａは、検出信号を制御部９に出力する。

第２の検出部７ｂも、例えばエンコーダ等のデジタルセンサで構成することができ、第２の巻取り車１２の回転角度、回転角速度、回転角加速度などの回転情報を検出する。第２の検出部７ｂは、検出信号を制御部９に出力する。

回転検出部８は、例えばエンコーダ等のデジタルセンサで構成することができ、駆動源１７の回転角度、回転角速度、回転角加速度などの回転情報を検出する。回転検出部８は、検出信号を制御部９に出力する。

制御部９は、第１の検出部７ａ、第２の検出部７ｂ及び回転検出部８の検出信号に基づいて、ワークに対する作業者の操作力を算出し、算出した操作力をアシストするように駆動源１７を制御する。

この制御部９は、例えば、制御処理、演算処理等を行うＣＰＵ９ａ、ＣＰＵ９ａによって実行される制御プログラム、演算プログラム等が記憶されたＲＯＭ９ｂ、及び処理データ等を一時的に記憶するＲＡＭ９ｃを有するマイクロコンピュータを中心にして、ハードウェア構成されている。また、これらのＣＰＵ９ａ、ＲＯＭ９ｂ及びＲＡＭ９ｃは、データバス９ｄ等によって相互に接続されている。

このような構成のパワーアシスト装置１は、以下のように動作する。保持部３のフック３ａにワークが吊り下げられ、作業者が第１のワイヤ４又は第２のワイヤ５を引き上げ、又は引き下げていない状態では、第１のワイヤ４及び第２のワイヤ５の張力は等しく、第１の検出部７ａが検出する第１の巻取り車１０の回転情報と、第２の検出部７ｂが検出する第２の巻取り車１２の回転情報と、は等しい。そのため、制御部９は、この平衡状態を維持する、即ちワークの高さ位置を維持するように駆動源１７を制御する。

一方、ワークを上昇又は下降させるために、作業者が第１のワイヤ４又は第２のワイヤ５を引き上げ、又は引き下げると、第１のワイヤ４の張力と第２のワイヤ５の張力とに差が生じ、当該張力差を逃がすように差動機構１４は動作する。つまり、差動機構１４の第１のサイドギヤ１４ａと第２のサイドギヤ１４ｂとは互いに逆方向に回転する。そのため、第１の巻取り車１０と第２の巻取り車１２との間に回転差が生じ、当該回転差を第１の検出部７ａの検出信号と第２の検出部７ｂの検出信号とに基づいて、制御部９が算出する。

制御部９は、予め設定された回転差と操作力との関係、例えば回転差と操作力とは略比例関係となるので、当該関係に基づいて、作業者が第１のワイヤ４又は第２のワイヤ５に導入した操作力を推定し、推定した操作力から駆動源１７に発現させる駆動力を算出する。そして、制御部９は、算出した駆動力を発現させるための駆動源１７の制御信号を生成し、当該制御信号を駆動回路１８に出力する。駆動回路１８は、入力された制御信号に基づいて駆動源１７を制御する。つまり、回転検出部８は駆動源１７の回転情報を検出して、検出信号を制御部９にフィードバックし、制御部９は所望の駆動力を駆動源１７が発現するように、制御信号を生成して駆動回路１８に出力する。

その結果、駆動源１７が駆動して、第１の巻取り車１０が第１のワイヤ４を巻き取る、又は送り出すと共に、第２の巻取り車１２が第２のワイヤ５を巻き取る、又は送り出し、ワークを上昇又は下降させるために作業者が第１のワイヤ４又は第２のワイヤ５に導入した操作力に加えて、駆動源１７の駆動力がパワーアシストすることになる。

ここで、制御部９は、下記のインピーダンスモデル（１）式に基づいて、駆動源１７の目標回転角度を更新することで、操作力に応じてワークを昇降させることができる。これにより、例えば重いワークに対しても作業者は容易に昇降操作することができる。

なお、上記（１）式において、Ｍ_ｄは目標インピーダンスモデルの慣性であり、Ｄ_ｄは目標インピーダンスモデルの粘性であり、ｆ_ｈは操作力であり、ｘ_ｄはワーク目標位置である。求めたワーク目標位置と第１の巻取り車１０及び第２の巻取り車１２の半径や駆動部６の減速比などから、駆動源１７の目標回転角度を算出し、制御部９は駆動回路１８を介して駆動源１７を当該目標回転角度へ追従するように駆動する。なお、上記（１）式において、仮想摩擦を更に付加してもよく、任意のモデルを用いることができる。また、ワーク上昇時と下降時とで、各パラメータを適宜変化させてもよい。これにより、その操作性をより向上させることができる。

このような構成のパワーアシスト装置１は、第１の巻取り車１０と第２の巻取り車１２との回転差に基づいて、駆動源１７の駆動力を算出する。当該回転差は例えば作業者の操作力に略比例するので、作業者の操作力を精度良く推定することができ、最適なパワーアシストを実現することができる。

しかも、第１の巻取り車１０と第２の巻取り車１２との回転差は、例えばエンコーダ等のデジタルセンサを用いて検出することができる。つまり、第１の巻取り車１０と第２の巻取り車１２との回転差を、アナログ／デジタル変換することなく、第１の検出部７ａ及び第２の検出部７ｂでのデジタル検出信号を直接に制御部９で信号処理することができる。そのため、アナログ／デジタル変換器を省略することができ、コストの削減に寄与できる。また、ノイズの影響を抑制することができる。なお、本実施の形態では、デジタルセンサを用いたがアナログセンサを用いても良い。

さらに、作業者が第１のワイヤ４又は第２のワイヤ５を引き上げ、又は引き下げた際に生じる、第１のワイヤ４と第２のワイヤ５とのズレを差動機構１４で吸収することができ、第１のワイヤ４又は第２のワイヤ５の弛みを防ぐことができる。

また、１つの駆動源１７でパワーアシストを実現することができるので、安価にパワーアシスト装置１を構成することができる。
加えて、切り替え装置を用いることなく、様々な荷重のワークに対応することができる。

ちなみに、上述のように差動機構１４における第１のサイドギヤ１４ａと第２のサイドギヤ１４ｂとが弾性体１４ｊで連結されていると、ワークを上昇又は下降させるために作業者が第１のワイヤ４又は第２のワイヤ５を引き上げ、又は引き下げた際に生じる、第１のワイヤ４と第２のワイヤ５とのズレを補正するために、第１の巻取り車１０と第２の巻取り車１２との回転差を中立点に戻すように補正することができる。

さらに、パワーアシスト装置１は、図１及び図２に示すように、カウンターウエイト１９を備えていることが好ましい。つまり、駆動源１７の出力軸に第３の巻取り車２０が接続されており、他端に錘２１が接続された第３のワイヤ２２の一端が当該第３の巻取り車２０に接続されている。本実施の形態では、減速機構を構成する第２の歯車１６の側面に第３の巻取り車２０が設けられている。このとき、第３の巻取り車２０は第２の歯車１６と同一の中心で回転する。これにより、本実施の形態の第３の巻取り車２０は、第１の巻取り車１０及び第２の巻取り車１２に対して逆方向に回転する。

このようなカウンターウエイト１９は、ワークを上昇させるために駆動源１７が駆動して、第１の巻取り車１０が第１のワイヤ４を巻き取ると共に、第２の巻取り車１２が第２のワイヤ５を巻き取ると、第３の巻取り車２０は第３のワイヤ２２を送り出して錘２１を下降させる。

一方、ワークを下降させるために駆動源１７が駆動して、第１の巻取り車１０が第１のワイヤ４を送り出すと共に、第２の巻取り車１２が第２のワイヤ５を送り出すと、第３の巻取り車２０は第３のワイヤ２２を巻き取って錘２１を上昇させる。

これにより、ワークを昇降させる際の駆動源１７の駆動力の一部を錘２１に負担させることができ、駆動源１７を小型化することができる。なお、本実施の形態では、第３の巻取り車２０を第２の歯車１６の側面に設けているが、上記のように錘２１をカウンターウエイトとして機能させることができれば、第３の巻取り車２０は減速機構における適当な歯車に設けることができる。ちなみに、巻取り車の直径と歯車の減速比を考慮して、保持部３と釣り合うような重さに錘２１をすると、保持部３のフック３ａにワークを吊り下げていない状態で駆動源１７の出力をゼロに近づけることができる。

以上、本発明に係るパワーアシスト装置、その制御方法及びプログラムの実施の形態を説明したが、上記に限らず、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で、変更することが可能である。

上記実施の形態では、回転差検出部７を第１の検出部７ａと第２の検出部７ｂとで構成したが、少なくとも第１の検出部７ａ又は第２の検出部７ｂを備えていれば良い。具体的に云うと、差動機構１４の構成上、駆動源１７の回転数は第１の巻取り車１０の回転数と第２の巻取り車１２の回転数との合計で算出することができる。

上記実施の形態では、駆動源１７の回転数は回転検出部８で検出することができるので、第１の巻取り車１０又は第２の巻取り車１２の一方の回転数の何れかが解れば、必然的に他方の回転数を算出することができる。例えば第１のワイヤ４又は第２のワイヤ５が引き上げ、又は引き下げられていない状態では、差動機構１４の原理に基づいて、駆動源１７の回転数に対応する回転数で、第１の巻取り車１０及び第２の巻取り車１２は等しく回転する。

一方、第１のワイヤ４又は第２のワイヤ５が引き上げ、又は引き下げられると、差動機構１４の原理に基づいて、第１の巻取り車１０及び第２の巻取り車１２は駆動源１７の回転数に対応する回転数で回転できなくなる。この時、例えば第１の巻取り車１０の回転数のみを第１の検出部７ａで検出すると共に、駆動源１７の回転数を回転検出部８で検出すると、制御部９は当該検出結果に基づいて第２の巻取り車１２の回転数を算出して、第１の巻取り車１０と第２の巻取り車１２との回転差を算出することができ、この回転差に基づいて、作業者の操作力を算出することができる。

このように第１の検出部７ａ又は第２の検出部７ｂの一方を省略することができるので、コストの削減及びパワーアシスト装置１の小型化に寄与できる。

上記実施の形態では、ハードウェアの構成として説明したが、これに限定されるものではない。例えば制御部９が実行する処理を、ＣＰＵ９ａにコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。

プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（random access memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

１パワーアシスト装置
２フレーム
３保持部、３ａフック
４第１のワイヤ
５第２のワイヤ
６駆動部
７回転差検出部、７ａ第１の検出部、７ｂ第２の検出部
８回転検出部
９制御部、９ａＣＰＵ、９ｂＲＯＭ、９ｃＲＡＭ、９ｄデータバス
１０第１の巻取り車
１１定滑車
１２第２の巻取り車
１３定滑車
１４差動機構、１４ａ第１のサイドギヤ、１４ｂ第２のサイドギヤ、１４ｃ第１のピニオンギヤ、１４ｄ第２のピニオンギヤ、１４ｅ枠体、１４ｆ第１の出力軸、１４ｇ第２の出力軸、１４ｈ第１の支持軸、１４ｉ第２の支持軸、１４ｊ弾性体
１５第１の歯車
１６第２の歯車
１７駆動源
１８駆動回路
１９カウンターウエイト
２０第３の巻取り車
２１錘
２２第３のワイヤ

Claims

ワークを保持する保持手段と、
一端が前記保持手段に接続され、他端が第１の巻取り手段に接続される第１のワイヤと、
一端が前記保持手段に接続され、他端が第２の巻取り手段に接続される第２のワイヤと、
一方の出力軸に前記第１の巻取り手段が接続され、他方の出力軸に前記第２の巻取り手段が接続される差動手段を含み、前記第１及び第２の巻取り手段に駆動力を伝達する駆動手段と、
前記第１の巻取り手段と前記第２の巻取り手段との回転差を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果に基づいて、前記ワークに対する操作力を算出し、算出した操作力をアシストするように前記駆動手段を制御する制御手段と、
を備え、
前記差動手段は、前記第１の巻取り手段に接続される歯車と、前記第２の巻取り手段に接続される歯車と、を接続する弾性体を備え、
前記弾性体は、前記第１の巻取り手段と前記第２の巻取り手段との回転差を補正するパワーアシスト装置。
第３の巻取り手段を介して前記駆動手段に接続されるカウンターウエイトをさらに備える請求項１に記載のパワーアシスト装置。
前記検出手段は、デジタルセンサである請求項１又は２に記載のパワーアシスト装置。
前記制御手段は、慣性・粘性系のインピーダンスモデルを用い、慣性、粘性、及び算出した操作力に基づいて、前記操作力をアシストするように前記駆動手段を制御する請求項１乃至３のいずれか１項に記載のパワーアシスト装置。
ワークを保持する保持手段と、
一端が前記保持手段に接続され、他端が第１の巻取り手段に接続される第１のワイヤと、
一端が前記保持手段に接続され、他端が第２の巻取り手段に接続される第２のワイヤと、
一方の出力軸に前記第１の巻取り手段が接続され、他方の出力軸に前記第２の巻取り手段が接続される差動手段を含み、前記第１及び第２の巻取り手段に駆動力を伝達する駆動手段と、
前記第１の巻取り手段と前記第２の巻取り手段との回転差を検出する検出手段と、
前記駆動手段を制御する制御手段と、を備え、
前記差動手段は、前記第１の巻取り手段に接続される歯車と、前記第２の巻取り手段に接続される歯車と、を接続する弾性体を備え、
前記弾性体は、前記第１の巻取り手段と前記第２の巻取り手段との回転差を補正するパワーアシスト装置の制御方法であって、
前記検出手段が前記第１の巻取り手段と前記第２の巻取り手段との回転差を検出する工程と、
前記検出手段の検出結果に基づいて、前記制御手段は前記ワークに対する操作力を算出し、算出した操作力をアシストするように前記駆動手段を制御する工程と、
を備えるパワーアシスト装置の制御方法。
ワークを保持する保持手段と、
一端が前記保持手段に接続され、他端が第１の巻取り手段に接続される第１のワイヤと、
一端が前記保持手段に接続され、他端が第２の巻取り手段に接続される第２のワイヤと、
一方の出力軸に前記第１の巻取り手段が接続され、他方の出力軸に前記第２の巻取り手段が接続される差動手段を含み、前記第１及び第２の巻取り手段に駆動力を伝達する駆動手段と、
前記第１の巻取り手段と前記第２の巻取り手段との回転差を検出する検出手段と、
を備え、
前記差動手段は、前記第１の巻取り手段に接続される歯車と、前記第２の巻取り手段に接続される歯車と、を接続する弾性体を備え、
前記弾性体は、前記第１の巻取り手段と前記第２の巻取り手段との回転差を補正するパワーアシスト装置のプログラムであって、
前記検出手段で前記第１の巻取り手段と前記第２の巻取り手段との回転差を検出させる処理と、
前記検出手段の検出結果に基づいて、前記ワークに対する操作力を算出し、算出した操作力をアシストするように前記駆動手段を制御させる処理と、
をコンピュータに実行させるパワーアシスト装置のプログラム。