JP6679785B2 - 混成型液圧および電気作動式移動ロボット - Google Patents
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Description
[0001] 本願は、2014年7月22日に出願された米国仮特許出願第62/027,517号および2014年8月1日に出願された米国特許出願第14/449,471号に対する優先権を主張するものであり、これらのすべての内容を本明細書に援用する。
[0023] 種々の実施形態によれば、本明細書には、移動ロボット等の混成型液圧および電気作動式ロボットシステムに関するシステムおよび方法が記載される。アクチュエータは、機械的な動作の導入に利用可能な機構である。ロボットシステムにおいて、アクチュエータは、蓄積エネルギーを当該ロボットシステムのさまざまな部分の動きに変換するように構成されていてもよい。たとえば、人型ロボットまたは四足歩行ロボットにおいて、アクチュエータは、特に、ロボットの腕、脚、手、および頭の動きに関与していてもよい。
[0026] ここで図面を参照して、図1は、ロボットシステム100の例示的な構成を示している。ロボットシステム100は、数ある例の中でも特に、人型ロボットまたは四足歩行ロボットであってもよい。また、ロボットシステム100は、特に、移動ロボット装置またはロボットと称する場合がある。
[00122] 本開示は、種々態様の例示を意図した本願に記載の特定の実施形態の観点で限定されるものではない。当業者には明らかなように、その主旨および範囲から逸脱することなく、多くの改良および変形が可能である。以上の説明から、本明細書に列挙したもののほか、本開示の範囲内の機能的に均等な方法および装置が当業者には明らかとなるであろう。このような改良および変形についても、添付の特許請求の範囲に含まれることになる。
Claims (15)
- ロボット装置の関節に結合された液圧アクチュエータと、
前記ロボット装置の前記関節に結合された電動アクチュエータと、
前記関節に加わる荷重を測定するように構成されたセンサと、
制御装置と
を備えたシステムであって、前記制御装置は、
前記液圧アクチュエータおよび前記電動アクチュエータにより適用される総出力速度を決定し、
前記関節に加わる前記荷重および前記総出力速度に基づいて、液圧動作パラメータおよび電気動作パラメータを決定し、
前記関節に加わる前記荷重が閾値荷重より大きいかどうかを決定し、
前記総出力速度が閾値速度より小さいかどうかを決定し、
前記関節に加わる前記荷重が前記閾値荷重より大きく、かつ前記総出力速度が前記閾値速度より小さいとき、
前記液圧アクチュエータを起動して前記液圧動作パラメータで動作させ、
前記電動アクチュエータによる作動を停止させる
ように構成される、システム。 - 前記制御装置が、前記関節に加わる前記荷重が前記閾値荷重より小さい値まで減少し、かつ前記総出力速度が前記閾値速度より大きいとき、
前記液圧アクチュエータを非活動化して前記液圧動作パラメータでの動作を停止させ、
前記電動アクチュエータを起動して前記電気動作パラメータで動作させる
ようにさらに構成される、請求項1に記載のシステム。 - 前記液圧アクチュエータおよび前記電動アクチュエータに動力を供給するように構成された動力システムをさらに備え、前記制御装置が、
前記関節に加わる前記荷重および前記総出力速度に基づいて、動力システムパラメータを決定し、
前記決定した動力システムパラメータにしたがって、前記動力システムを動作させる
ようにさらに構成される、請求項1に記載のシステム。 - 前記動力システムパラメータが、次のパラメータのうちの1つまたは複数のパラメータを含む、請求項3に記載のシステム:電流、電圧、充電状態、およびバッテリ温度。
- 前記液圧動作パラメータが、次のパラメータのうちの1つまたは複数のパラメータを含む、請求項1に記載のシステム:前記液圧アクチュエータの加圧流体流量、前記液圧アクチュエータの圧力低下、および前記液圧アクチュエータが接続される圧力レールの圧力。
- 前記電気動作パラメータが、次のパラメータのうちの1つまたは複数のパラメータを含む、請求項1に記載のシステム:前記電動アクチュエータにより適用される出力トルク、および前記電動アクチュエータにより適用される出力速度。
- 前記制御装置が、前記液圧アクチュエータおよび前記電動アクチュエータによる総ワット損を決定するようにさらに構成され、前記総ワット損は、前記電動アクチュエータの抵抗ワット損と前記液圧アクチュエータの液圧ワット損の合計を含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記電動アクチュエータの前記抵抗ワット損が、前記電動アクチュエータの抵抗と前記電動アクチュエータに供給された電流の2乗との積である、請求項7に記載のシステム。
- 前記液圧アクチュエータの前記液圧ワット損が、前記液圧アクチュエータの加圧流体流量と、前記液圧アクチュエータが接続される圧力レールの圧力と前記液圧アクチュエータの圧力低下の差との積である、請求項7に記載のシステム。
- 液圧動作パラメータと電気動作パラメータを決定することがさらに、次の定数値のうちの1つまたは複数の定数値に少なくとも部分的に基づく、請求項1に記載のシステム:前記電動アクチュエータのギア比、前記液圧アクチュエータの有効ギア比、前記電動アクチュエータのトルク定数、および前記電動アクチュエータの抵抗。
- 関節と、
前記関節に結合された液圧アクチュエータと、
前記関節に結合された電動アクチュエータと、
前記関節に加わる荷重を測定するように構成されたセンサと、
プロセッサと、
前記プロセッサと通信するデータストレージハードウェアと
を備えるロボットシステムであって、前記データストレージハードウェアは、前記プロセッサ上で実行されると前記プロセッサに動作を実施させるプログラム命令を格納し、前記動作は、
前記液圧アクチュエータおよび前記電動アクチュエータにより適用される総出力速度を決定することと、
前記関節に加わる前記荷重および前記総出力速度に基づいて、液圧動作パラメータおよび電気動作パラメータを決定することと、
前記関節に加わる前記荷重が閾値荷重より大きいかどうかを決定することと、
前記総出力速度が閾値速度より小さいかどうかを決定することと、
前記関節に加わる前記荷重が前記閾値荷重より大きく、かつ前記総出力速度が前記閾値速度より小さいとき、
前記液圧アクチュエータを起動して前記液圧動作パラメータで動作させることと、
前記電動アクチュエータによる作動を停止させることと
を含む、ロボットシステム。 - 前記動作が、前記関節に加わる前記荷重が前記閾値荷重より小さい値まで減少し、かつ前記総出力速度が前記閾値速度より大きいとき、
前記液圧アクチュエータを非活動化して前記液圧動作パラメータでの動作を停止させることと、
前記電動アクチュエータを起動して前記電気動作パラメータで動作させることと
をさらに含む、請求項11に記載のロボットシステム。 - 前記液圧アクチュエータおよび前記電動アクチュエータに動力を供給するように構成された動力システムをさらに備え、前記動作が、
前記関節に加わる前記荷重および前記総出力速度に基づいて、動力システムパラメータを決定することと、
前記決定した動力システムパラメータにしたがって、前記動力システムを動作させることと
をさらに含む、請求項12に記載のロボットシステム。 - 制御装置で、ロボットデバイスの関節に加わる荷重の測定値を、前記制御装置と通信するセンサから受信することと、
前記制御装置により、液圧アクチュエータおよび電動アクチュエータにより適用される総出力速度を決定することであって、前記液圧アクチュエータおよび前記電動アクチュエータはいずれも前記ロボットデバイスの前記関節に結合されていることと、
前記制御装置により、前記関節に加わる前記荷重および前記総出力速度に基づいて、液圧動作パラメータおよび電気動作パラメータを決定することと、
前記制御装置により、前記関節に加わる前記荷重が閾値荷重より大きいかどうかを決定することと、
前記制御装置により、前記総出力速度が閾値速度より小さいかどうかを決定することと、
前記関節に加わる前記荷重が前記閾値荷重より大きく、かつ前記総出力速度が前記閾値速度より小さいとき、
前記制御装置により、前記液圧アクチュエータを起動して前記液圧動作パラメータで動作させることと、
前記制御装置により、前記電動アクチュエータによる作動を停止させることと
を含む、方法。 - 前記関節に加わる前記荷重が前記閾値荷重より小さい値まで減少し、かつ前記総出力速度が前記閾値速度より大きいとき、
前記制御装置により、前記液圧アクチュエータを非活動化して前記液圧動作パラメータでの動作を停止させることと、
前記制御装置により、前記電動アクチュエータを起動して前記電気動作パラメータで動作させることと
をさらに含む、請求項14に記載の方法。
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