JP7380897B2 - ロボット装置およびその制御方法 - Google Patents

Description

本開示は、液体の供給を受けて作動する人工筋肉と、当該人工筋肉に液体を供給する液体供給装置とを含むロボット装置およびその制御方法に関する。

従来、複数の弾性膨張収縮構造体（人工筋肉）と、それぞれ対応する一対の弾性膨張収縮構造体により回転駆動される複数の関節軸と、物体把持用のハンドと、複数の３ポート流量制御電磁弁（駆動装置）とを含む２自由度のロボットアームである弾性体アクチュエータ駆動機構が知られている（例えば、特許文献１参照）。この弾性体アクチュエータ駆動機構の各弾性膨張収縮構造体は、ゴム材料で構成された中空の管状弾性体と、当該管状弾性体の外表面を覆う網目状の変形方向規制部材とを含む。管状弾性体の両端部は封止部材により気密封止され、管状弾性体の内部には、一端側の封止部材に設けられた管状の流体通過部材を介して空気等の圧縮性流体が供給される。管状弾性体は、内部に圧縮性流体が供給された際に主に半径方向に膨張しようとするが、変形方向規制部材の作用により管状弾性体の変形方向の運動が軸方向の運動に変換される。これにより、圧縮性流体の供給により管状弾性体を収縮させることで、弾性膨張収縮構造体を直動アクチュエータとして利用することができる。更に、第１および第２関節軸をそれぞれ対応した一対の弾性膨張収縮構造体の拮抗駆動により正逆に回転させることで、物体把持用のハンドを移動させることが可能となる。

上記従来の弾性体アクチュエータ駆動機構では、予め作成された動作プログラムに従って設定される目標関節角度ベクトルと、エンコーダにより計測される関節角の現在値（関節角度ベクトル）との差である角度誤差ベクトルから角度誤差修正指令値が算出される。また、目標関節角度ベクトルから目標角加速度が計算により求められ、当該目標角加速度と角度誤差ベクトルとから修正目標角加速度が計算により求められる。また、修正目標角加速度と、弾性体アクチュエータ駆動機構の各リンクまたは搬送物体の質量、重心位置、若しくは慣性行列といったダイナミクスパラメータとから、搬送物体および弾性体アクチュエータ駆動機構の質量にかかる重力項を含む目標関節トルクが算出される。更に、目標関節トルクと上記関節角度ベクトルとから、関節軸ごとに弾性膨張収縮構造体の目標圧力値が算出されると共に、当該目標圧力値と圧力センサにより計測される弾性膨張収縮構造体（管状弾性体）の内圧（空気の圧縮率）との差である圧力誤差が算出される。そして、圧力誤差から圧力差誤差修正出力が算出され、当該圧力差誤差修正出力は、各３ポート流量制御電磁弁に電圧指令値として与えられる。これにより、各関節軸が対応する一対の弾性膨張収縮構造体によって独立して回転駆動されることになる。

国際公開第２０１２／０８１１９７号

しかしながら、上述のように圧力センサにより検出される管状弾性体の内圧に基づいて流量制御電磁弁が制御される場合、管状弾性体の内圧が要求値に達するまでに時間を要し、弾性膨張収縮構造体を応答性よく作動させることが困難となる。また、内圧変化の応答性を向上させるために制御ゲインを大きくした場合、管状弾性体の内圧に振動が発生し、オーバーシュートやアンダーシュートを招いてしまう。更に、圧力センサにより管状弾性体の内圧すなわち空気圧を精度よく計測するのは容易ではないことから、上記目標圧力値と管状弾性体の内圧とに基づいて弾性膨張収縮構造体を高精度に制御することは困難である。加えて、圧力センサに異常が発生した場合、上記弾性体アクチュエータ駆動機構を作動させることが実質的に不可能となる。

そこで、本開示は、液体の供給を受けて作動する人工筋肉を応答性よく高精度に作動させることができるロボット装置およびその制御方法の提供を主目的とする。

本開示のロボット装置は、液体の供給を受けて作動する少なくとも１つの人工筋肉と、前記人工筋肉に前記液体を供給する液体供給装置とを含むロボット装置であって、前記ロボット装置を駆動するための目標駆動力を設定すると共に、前記目標駆動力に基づいて前記人工筋肉に供給される前記液体の目標圧力を設定し、前記目標圧力に基づいて前記液体供給装置を制御する制御装置を含むものである。

本開示のロボット装置は、液体の供給を受けて作動する少なくとも１つの人工筋肉と、当該人工筋肉に液体を供給する液体供給装置と、当該液体供給装置を制御する制御装置とを含む。そして、制御装置は、ロボット装置を駆動するための目標駆動力を設定すると共に、当該目標駆動力に基づいて人工筋肉に供給される液体の目標圧力を設定し、当該目標圧力に基づいて液体供給装置を制御する。このように、目標駆動力に基づいて人工筋肉に供給される液体の圧力を制御することで、当該液体の圧力を検出するセンサを用いることなく、人工筋肉を要求に対して応答性よく高精度に作動させることが可能となる。

本開示のロボット装置の制御方法は、液体の供給を受けて作動する少なくとも１つの人工筋肉と、前記人工筋肉に前記液体を供給する液体供給装置とを含むロボット装置の制御方法であって、前記ロボット装置を駆動するための目標駆動力を設定し、前記目標駆動力に基づいて前記人工筋肉に供給される前記液体の目標圧力を設定し、前記目標圧力に基づいて前記液体供給装置を制御するものである。

かかる方法によれば、液体の供給を受けて作動する人工筋肉を応答性よく高精度に作動させることが可能となる。

図１は、本開示のロボット装置を示す概略構成図である。 図２は、本開示のロボット装置を示す拡大図である。 図３は、本開示のロボット装置の液体供給装置を示す概略構成図である。 図４は、本開示のロボット装置の制御装置を示すブロック図である。 図５は、本開示のロボット装置の制御手順を例示するフローチャートである。 図６は、本開示のロボット装置の制御手順を例示するフローチャートである。 図７は、本開示のロボット装置の制御手順を例示するフローチャートである。 図８は、本開示のロボット装置の制御手順を例示するフローチャートである。 図９は、目標圧力設定マップを例示する説明図である。 図１０は、本開示のロボット装置の作動状態を例示するタイムチャートである。 図１１は、本開示のロボット装置に適用可能な他の制御装置を示すブロック図である。 図１２は、図１１の制御装置によるロボット装置の制御手順を例示するフローチャートである。 図１３は、図１１の制御装置によるロボット装置の制御手順を例示するフローチャートである。 図１４は、図１１の制御装置によるロボット装置の制御手順を例示するフローチャートである。 図１５は、本開示のロボット装置に適用可能な更に他の制御装置を示すブロック図である。 図１６は、図１５の制御装置によるロボット装置の制御手順を例示するフローチャートである。 図１７は、本開示のロボット装置に適用可能な他の制御装置を示すブロック図である。 図１８は、図１７の制御装置によるロボット装置の制御手順を例示するフローチャートである。 図１９は、図１７の制御装置によるロボット装置の制御手順を例示するフローチャートである。 図２０は、第１および第２目標圧力設定マップを例示する説明図である。 図２１は、図１７の制御装置によるロボット装置の制御手順を例示するフローチャートである。 図２２は、容積推定マップを例示する説明図である。 図２３は、電流指令値設定マップを例示する説明図である。

次に、図面を参照しながら、本開示の発明を実施するための形態について説明する。

図１は、本開示のロボット装置１を示す概略構成図であり、図２は、ロボット装置１を示す拡大図である。これらの図面に示すロボット装置１は、ロボットアーム（ロボット本体）２と、液体供給装置１０と、装置全体を制御する制御装置１００とを含む。ロボットアーム２は、複数（本実施形態では、３つ）の関節（ピン結合部）Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３と、複数（本実施形態では、３つ）のアーム（リンク）３と、関節Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３ごとに例えば偶数個（本実施形態では、４つ）ずつ設けられる人工筋肉としての複数の液圧アクチュエータ（流体アクチュエータ）Ｍと、先端側のアーム３の手先に取り付けられる把持部としてのハンド部（ロボットハンド）４とを含む多関節アームである。ハンド部４は、対象となる物体（以下、「把持対象」という。）を把持するように制御装置１００により制御される。また、液体供給装置１０は、制御装置１００により制御されて各液圧アクチュエータＭに液体としての作動油（作動流体）を給排する。これにより、ロボットアーム２を油圧（液圧）により駆動してハンド部４を所望の位置に移動させることができる。

ロボットアーム２の各液圧アクチュエータＭは、図２に示すように、作動油の圧力によって膨張および収縮するチューブＴと、当該チューブＴを覆う編組スリーブＳとを含む、いわゆるマッキベン型の人工筋肉である。チューブＴは、高い耐油性をもった例えばゴム材等の弾性材により円筒状に形成されており、当該チューブＴの両端部は、封止部材Ｃにより封止されている。チューブＴの基端側（液体供給装置１０側、図２中下端側）の封止部材Ｃには、作動油の出入口ＩＯが形成されている。編組スリーブＳは、所定方向に配向された複数のコードを互いに交差するように編み込むことにより円筒状に形成されており、軸方向および径方向に収縮可能である。編組スリーブＳを形成するコードとしては、繊維コード、高強度繊維、極細のフィラメントによって構成される金属製コード等を採用することができる。かかる液圧アクチュエータＭのチューブＴ内に上記出入口ＩＯから作動油を供給してチューブＴ内の作動油の圧力を高めることで、チューブＴは、編組スリーブＳの作用により径方向に膨張すると共に軸方向に収縮し、内部の作動油の圧力に応じた収縮力を発生する。

図１および図２に示すように、複数のアーム３のうち、最基端側（最も液体供給装置１０側）のアーム３は、関節Ｊ１を介してリンクとしての支持部材５により回動自在に支持される。また、２つのアーム３同士が、関節Ｊ２またはＪ３を介して互いに回動自在に連結される。更に、液体供給装置１０側の２つのアーム３の先端部（手先側の端部）には、連結部材６が固定されている。図示するように、支持部材５は、最基端側の関節Ｊ１に対応した複数（４つ）の液圧アクチュエータＭの基端側の封止部材Ｃを回動自在に支持する。また、各連結部材６は、基端側に位置する関節Ｊ１またはＪ２に対応した複数（４つ）の液圧アクチュエータＭの先端側（手先側）の封止部材Ｃを回動自在に支持する。更に、各連結部材６は、先端側に位置する関節Ｊ２またはＪ３に対応した複数（４つ）液圧アクチュエータＭの基端側の封止部材Ｃを回動自在に支持する。

より詳細には、支持部材５は、関節Ｊ１に対応した２つの液圧アクチュエータＭの基端側の封止部材Ｃを第１の連結軸を介して回動自在に支持する。また、最基端側のアーム３の連結部材６は、関節Ｊ１に対応した当該２つの液圧アクチュエータＭの先端側の封止部材Ｃを第２の連結軸を介して回動自在に支持する。更に、支持部材５は、関節Ｊ１に対応した残り２つの液圧アクチュエータＭの基端側の封止部材Ｃを上記第１の連結軸と平行に延びる第３の連結軸を介して回動自在に支持する。また、最基端側のアーム３の連結部材６は、関節Ｊ１に対応した当該残り２つの液圧アクチュエータＭの先端側の封止部材Ｃを上記第２の連結軸と平行に延びる第４の連結軸を介して回動自在に支持する。同様に、関節Ｊ２またはＪ３を介して互いに連結される２つのアーム３の連結部材６も、上述のような複数の連結軸を介して、当該関節Ｊ２またはＪ３に対応した複数（４つ）の液圧アクチュエータＭの対応する封止部材Ｃを回動自在に支持する。

これにより、関節Ｊ１－Ｊ３の関節軸から手先側（ハンド部４側）に延びる各アーム３の両側には、液圧アクチュエータＭが本実施形態では２つずつ対応するアーム３と平行に配列される。そして、各アーム３の一側に配置される２つの液圧アクチュエータＭは、１つの関節Ｊ１，Ｊ２またはＪ３に対応した一側の人工筋肉（一方の拮抗筋）ＡＭ１（図３参照）を構成し、各アーム３の他側に配置される２つの液圧アクチュエータＭは、当該一側の人工筋肉ＡＭ１と対をなす１つの関節Ｊ１，Ｊ２またはＪ３に対応した他側の人工筋肉（他方の拮抗筋）ＡＭ２（図３参照）を構成する。ただし、一側および他側の人工筋肉ＡＭ１，ＡＭ２は、それぞれ単一の液圧アクチュエータＭにより構成されてもよく、一側の人工筋肉ＡＭ１を構成する液圧アクチュエータＭの数と、他側の人工筋肉ＡＭ２を構成する液圧アクチュエータＭの数とが異なっていてもよい。また、本実施形態において、１つの関節Ｊ１，Ｊ２またはＪ３に対して設けられる複数（４つ）の液圧アクチュエータＭは、互いに同一の諸元を有する。ただし、１つの関節Ｊ１，Ｊ２またはＪ３に対応した複数の液圧アクチュエータＭの諸元は、必ずしも同一である必要はなく、例えば、一側の人工筋肉ＡＭ１を構成する液圧アクチュエータＭの諸元と、他側の人工筋肉ＡＭ２を構成する液圧アクチュエータＭの諸元とが異なっていてもよい。更に、各アーム３は、中空に形成されており、各アーム３の内部には、液体供給管としての複数のホースＨ（図２における破線参照）が配置される。各ホースＨは、対応する液圧アクチュエータＭの基端側の封止部材Ｃに形成された出入口ＩＯに接続され、各液圧アクチュエータＭのチューブＴ内には、ホースＨを介して液体供給装置１０からの作動油（油圧）が供給される。

従って、制御装置１００により液体供給装置１０を制御することで、一側の人工筋肉ＡＭ１を構成する２つの液圧アクチュエータＭのチューブＴ内の油圧と、一側の人工筋肉ＡＭ１と対をなす他側の人工筋肉ＡＭ２を構成する２つの液圧アクチュエータＭのチューブＴ内の油圧とを互いに異ならせることができる。これにより、４つの液圧アクチュエータＭすなわち対をなす（１組の）一側および他側の人工筋肉ＡＭ１，ＡＭ２から連結部材６を介して各アーム３に力（回転トルク）を伝達し、支持部材５または基端側のアーム３に対して各アーム３を回動させて関節Ｊ１－Ｊ３の関節角度を変化させることが可能となる。本実施形態において、一側の人工筋肉ＡＭ１を構成する２つの液圧アクチュエータＭと、一側の人工筋肉ＡＭ１と対をなす他側の人工筋肉ＡＭ２を構成する２つの液圧アクチュエータＭとは、チューブＴが所定量（例えば、自然長の１０％程度）だけ軸方向に収縮した状態を初期状態として液体供給装置１０からの油圧により拮抗駆動される。

ロボット装置１の液体供給装置１０は、図１に示すように、作動油貯留部（液体貯留部）を画成するタンク１１と、当該タンク１１を上下方向に延びる回動軸（図１における一点鎖線参照）の周りに回動自在に支持するベース部１２とを含む。タンク１１は、例えば上端および下端が閉鎖された筒体であり、内部に作動油を貯留可能なものである。本実施形態において、ロボットアーム２の支持部材５は、図２に示すように、タンク１１の上壁部１１ｕに図示しないボルト等を介して固定される。すなわち、ロボットアーム２は、液体供給装置１０のタンク１１（上壁部１１ｕ）により支持される。

ベース部１２は、ロボットアーム２およびタンク１１の下方に位置するようにロボット装置１の設置箇所に固定されるか、あるいは図示しない無人搬送車（ＡＧＶあるいはＡＭＲ）に搭載（固定）される。また、ベース部１２は、タンク１１を上記回動軸の周りに回動させる図示しない回動ユニットを支持している。これにより、回動ユニットを作動させることで、ロボットアーム２およびタンク１１を当該回動軸の周りに一体に回動させることが可能となる。回動ユニットは、液体供給装置１０から供給される油圧により駆動される揺動モータであってもよく、電動モータ等を含むものであってもよい。

更に、液体供給装置１０は、図３に示すように、タンク１１およびベース部１２に加えて、液体供給源としてのポンプ１３と、タンク１１内に配置される図示しないバルブボディと、元圧生成バルブ１４と、それぞれ複数の調圧弁（液体圧調整装置）としての第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２と、それぞれ複数の供給遮断部としての第１および第２供給遮断弁１６１，１６２とを含む。ポンプ１３、第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２並びに第１および第２供給遮断弁１６１，１６２は、何れも制御装置１００により制御される。第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２と、第１および第２供給遮断弁１６１，１６２とは、関節Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３ごとにそれぞれ１つずつ設けられる。

ポンプ１３は、例えば電動ポンプであり、タンク１１内に貯留された作動油を吸引して吐出口から吐出する。ポンプ１３は、タンク１１内に配置されるポンプ部と、電動モータおよび減速ギヤ機構とを有すると共にタンク１１内またはタンク１１外に配置される駆動部とを含む。元圧生成バルブ１４は、図示しない信号圧生成バルブからの信号圧に応じてポンプ１３から吐出される作動油の一部をドレン（調圧）して元圧を生成し、元圧をバルブボディに形成された油路（液体通路）Ｌ０に供給する。元圧生成バルブ１４の信号圧生成バルブとしては、例えば、制御装置１００による通電制御されるリニアソレノイドバルブが用いられる。

第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２は、制御装置１００により通電制御される電磁部１５ｅやスプール１５ｓ、スプール１５ｓを電磁部１５ｅ側（図３中上側）に付勢するスプリングＳＰ等を含み、バルブボディ内に配置される。また、第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２は、バルブボディの油路Ｌ０に連通する入力ポート１５ｉと、入力ポート１５ｉと連通可能な出力ポート１５ｏと、出力ポート１５ｏに連通するフィードバックポート１５ｆと、出力ポート１５ｏと連通可能なドレンポート１５ｄとを含む。

本実施形態において、第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２は、電磁部１５ｅに電流が供給される際に開弁する常閉弁であり、各電磁部１５ｅは、印加される電流に応じてスプール１５ｓを軸方向に移動させる。これにより、電磁部１５ｅ（コイル）への給電により当該電磁部１５ｅからスプール１５ｓに付与される推力と、スプリングＳＰの付勢力と、出力ポート１５ｏからフィードバックポート１５ｆに供給された油圧によりスプール１５ｓに作用する電磁部１５ｅ側への推力とをバランスさせることで、元圧生成バルブ１４（ポンプ１３）側から入力ポート１５ｉに供給されて出力ポート１５ｏから流出する作動油を所望の圧力に調圧することができる。また、第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２のドレンポート１５ｄは、図３に示すように、それぞれ油路Ｌ３を介してタンク１１内の作動油貯留部に連通する。

第１および第２供給遮断弁１６１，１６２は、互いに同一の構造を有する電磁式スプール弁（電磁弁）であり、図３に示すように、入力ポート１６ｉ、第１および第２出力ポート１６ｏａ，１６ｏｂを有するスリーブと、当該スリーブの内部に軸方向に摺動自在（移動自在）に配置される図示しないスプールと、制御装置１００により通電制御されてスプールを移動させる電磁部１６ｅと、スプールを電磁部１６ｅ側に付勢する図示しないスプリングとをそれぞれ含む。第１供給遮断弁１６１の入力ポート１６ｉは、バルブボディに形成された油路を介して第１リニアソレノイドバルブ１５１の出力ポート１５ｏに接続され、第２供給遮断弁１６２の入力ポート１６ｉは、バルブボディに形成された油路を介して第２リニアソレノイドバルブ１５２の出力ポート１５ｏに接続される。

また、第１供給遮断弁１６１の第１出力ポート１６ｏａは、油路Ｌ１１を介して対応する上記一側の人工筋肉ＡＭ１を構成する一方の液圧アクチュエータＭ（チューブＴ）の作動油の出入口ＩＯに接続される。更に、第１供給遮断弁１６１の第２出力ポート１６ｏｂは、油路Ｌ１２を介して当該一側の人工筋肉ＡＭ１を構成する他方の液圧アクチュエータＭ（チューブＴ）の作動油の出入口ＩＯに接続される。また、第２供給遮断弁１６２の第１出力ポート１６ｏａは、油路Ｌ２１を介して対応する上記他側の人工筋肉ＡＭ２を構成する一方の液圧アクチュエータＭ（チューブＴ）の作動油の出入口ＩＯに接続される。更に、第２供給遮断弁１６２の第２出力ポート１６ｏｂは、油路Ｌ２２を介して当該他側の人工筋肉ＡＭ２を構成する他方の液圧アクチュエータＭ（チューブＴ）の作動油の出入口ＩＯに接続される。

本実施形態において、第１および第２供給遮断弁１６１，１６２は、電磁部１６ｅに供給される電流に応じて、完全連通状態、第１部分連通状態、第２部分連通状態および完全遮断状態を選択的に形成する。第１および第２供給遮断弁１６１，１６２が完全連通状態を形成した際には、入力ポート１６ｉと第１および第２出力ポート１６ｏａ，１６ｏｂの双方とが連通する。第１および第２供給遮断弁１６１，１６２が第１部分連通状態を形成した際には、入力ポート１６ｉと第２出力ポート１６ｏｂとが連通すると共に入力ポート１６ｉと第１出力ポート１６ｏａとの連通が遮断される。第１および第２供給遮断弁１６１，１６２が第２部分連通状態を形成した際には、入力ポート１６ｉと第１出力ポート１６ｏａとが連通すると共に入力ポート１６ｉと第２出力ポート１６ｏｂとの連通が遮断される。第１および第２供給遮断弁１６１，１６２が完全遮断状態を形成した際には、入力ポート１６ｉと第１および第２出力ポート１６ｏａ，１６ｏｂとの連通が遮断される。

ロボット装置１の制御装置１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェース等を含むマイクロコンピュータや各種ロジックＩＣ等（何れも図示省略）を含む。制御装置１００は、第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２の上流側で油路Ｌ０における作動油の圧力を検出する図示しない元圧センサ、第１、第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２並びに第１、第２供給遮断弁１６１，１６２の電源の電圧を検出する図示しない電圧センサの検出値等を入力する。制御装置１００は、元圧センサにより検出される油路Ｌ０における油圧が目標値になるように、ポンプ１３をデューティ制御すると共に、元圧生成バルブ１４の信号圧生成バルブの電磁部に供給される電流を制御する。

また、制御装置１００は、第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２から各液圧アクチュエータＭに要求に応じた油圧が供給されるように第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２への電流指令値を設定し、当該電流指令値に基づいて各電磁部１５ｅに供給される電流を制御する。更に、制御装置１００は、ロボット装置１を作動させる間、基本的に、第１および第２供給遮断弁１６１，１６２が上述の完全連通状態を形成するように各電磁部１６ｅに供給される電流を制御する。また、制御装置１００は、第１リニアソレノイドバルブ１５１の電磁部１５ｅを流れる電流を検出する電流検出部と、第２リニアソレノイドバルブ１５２の電磁部１５ｅを流れる電流を検出する電流検出部とを含み（何れも図示省略）、各電流検出部により検出される電流を監視する。

更に、制御装置１００は、各液圧アクチュエータＭにおける油圧を検出する図示しない圧力センサからの検出値に応じて、第１部分連通状態または第２部分連通状態を形成するように第１および第２供給遮断弁１６１，１６２の該当するものを制御する。これにより、破損等により第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２の何れかに対応した２つの液圧アクチュエータＭの一方から作動油が流出した場合に、当該２つの液圧アクチュエータＭの他方に継続して作動油を供給してロボットアーム２の挙動の乱れを抑えつつ、破損した液圧アクチュエータＭからの作動油の更なる流出を良好に抑制することが可能となる。また、制御装置１００により完全遮断状態を形成するように第１および第２供給遮断弁１６１，１６２の該当するものを制御することで、第１または第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２からそれに対応した２つの液圧アクチュエータＭへの作動油の供給を遮断したり、当該２つの液圧アクチュエータＭからの作動油の流出を規制してロボットアーム２の意図しない動作の発生を抑制したりすることができる。

図４は、上述の制御装置１００における第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２の制御部を示すブロック図である。同図に示すように、制御装置１００は、それぞれコンピュータのＣＰＵやＲＯＭ，ＲＡＭといったハードウェアと、当該コンピュータにインストールされた制御プログラムといったソフトウェアとの少なくとも何れか一方により構築される、目標位置設定部１０１と、現在位置導出部１０２と、トルク演算部１０３および重力補償部１０４を含む目標トルク設定部１０５と、目標剛性設定部１０６と、収縮率設定部１０７、収縮力算出部１０８および目標圧力導出部１０９を含む目標圧力設定部１１０と、電流指令値設定部１１１と、バルブ駆動部１１２とを含む。

目標位置設定部１０１は、ハンド部４の把持対象の位置や、ユーザにより与えられるハンド部４の移動中の目標速度および目標加速度に基づいて、当該ハンド部４の最終的な目標位置である目標到達位置（３次元座標）と、ハンド部４の初期位置から目標到達位置までの軌道であって複数の目標位置すなわち経由位置（３次元座標）を含む目標軌道とを設定する。現在位置導出部１０２は、ロボットアーム２の関節Ｊ１－Ｊ３の関節角度θ１，θ２，θ３とロボットアーム２（ロボット装置１）の諸元（アーム３の寸法等）とに基づいて、ハンド部４（予め定められた基準点）の現在位置（３次元座標）を導出する。関節Ｊ１－Ｊ３の関節角度θ１－θ３は、ロボットアーム２に設けられた複数の関節角度センサ７の対応する何れかにより検出される。以下、“ｉ”を関節の番号として（ただし、本実施形態において、ｉ＝１，２，３である。）、ｉ番目の関節を“関節Ｊｉ”といい、関節Ｊｉの関節角度を“θｉ”という。

目標トルク設定部１０５のトルク演算部１０３は、関節Ｊ１－Ｊ３ごとに、ハンド部４が現在位置から目標位置まで移動するように関節Ｊｉを介して連結された２つのアーム３（アーム３および支持部材５）を相対的に回動させる関節トルクＴｊ（ｉ）を算出する。目標トルク設定部１０５の重力補償部１０４は、関節Ｊ１－Ｊ３ごとに、関節角度θ１－θ３とロボットアーム２（ロボット装置１）の諸元（アーム３の寸法等）とに基づいてロボットアーム２の姿勢を維持するのに必要な重力補償トルクＴｃ（ｉ）を算出する。そして、目標トルク設定部１０５は、関節トルクＴｊ（ｉ）と重力補償トルクＴｃ（ｉ）との和を、関節Ｊｉを介して連結される２つのアーム３等を相対的に回動させるための関節トルクＴｊ（ｉ）の目標値（目標駆動力）である目標トルクＴｔａｇ（ｉ）に設定する。

目標剛性設定部１０６は、少なくともロボット装置１すなわちハンド部４の目標位置に基づいて、関節Ｊ１－Ｊ３ごとに、関節Ｊｉがもつべき剛性、すなわち関節Ｊｉを介して連結される２つのアーム３等（リンク）を単位角度だけ相対的に回動させるのに必要な力（トルク）であって、当該２つのアーム３等を相対的に回動させようとする外力に対する関節Ｊｉの動きにくさを示す目標剛性Ｒ（ｉ）を設定する。より詳細には、目標剛性設定部１０６は、ハンド部４等を把持対象等まで移動させる際に、当該ハンド部４等と把持対象等との位置関係に応じて目標剛性Ｒ（ｉ）を変化させ、ハンド部４等を把持対象等に接触する前に目標剛性Ｒ（ｉ）を低下させる。更に、目標剛性設定部１０６は、ハンド部４の移動速度および加速度の少なくとも何れか一方に応じて目標剛性Ｒ（ｉ）を変化させると共に、ロボット装置１の周囲（例えばロボット装置１が配置される室内あるいは柵の内側といったロボットアーム２の動作範囲を含む領域）に人がいる場合、目標剛性Ｒ（ｉ）を低下させる。なお、各関節Ｊｉの目標剛性Ｒ（ｉ）は、少なくともロボット装置１すなわちハンド部４の現在位置に基づいて設定されてもよい。

目標圧力設定部１１０の収縮率設定部１０７は、関節Ｊ１－Ｊ３ごとに、ハンド部４の現在位置に応じた関節Ｊｉの関節角度θｉに基づいて、当該関節Ｊｉに対応した上記一側の人工筋肉ＡＭ１を構成する２つの液圧アクチュエータＭの収縮率Ｃｒ１（ｉ）と、関節Ｊｉに対応した上記他側の人工筋肉ＡＭ２を構成する２つの液圧アクチュエータＭの収縮率Ｃｒ２（ｉ）とを設定する。収縮率Ｃｒ１（ｉ），Ｃｒ２（ｉ）は、それぞれ該当する液圧アクチュエータＭのチューブＴの軸方向における自然長に対する収縮したチューブＴの軸長の割合を示し、収縮率＝（１－収縮時のチューブＴの軸長／チューブＴの自然長）×１００として算出される。

目標圧力設定部１１０の収縮力算出部１０８は、関節Ｊ１－Ｊ３ごとに、目標トルク設定部１０５により設定された目標トルクＴｔａｇ（ｉ）と、目標剛性設定部１０６により設定された目標剛性Ｒ（ｉ）とに基づいて、関節Ｊｉを介して連結された２つのアーム３等を目標トルクＴｔａｇ（ｉ）で相対的に回動させる際に当該関節Ｊｉに対応した複数（一対）の液圧アクチュエータＭに要求される収縮力Ｆｃ１（ｉ），Ｆｃ２（ｉ）を算出する。収縮力Ｆｃ１（ｉ）は、各関節Ｊｉに対応した一側の人工筋肉ＡＭ１を構成する２つの液圧アクチュエータＭのチューブＴの収縮により発生させるべき力であり、収縮力Ｆｃ２（ｉ）は、各関節Ｊｉに対応した他側の人工筋肉ＡＭ２を構成する２つの液圧アクチュエータＭのチューブＴの収縮により発生させるべき力である。

目標圧力設定部１１０の目標圧力導出部１０９は、関節Ｊ１－Ｊ３ごとに、人工筋肉としての液圧アクチュエータＭの静特性から収縮率設定部１０７により設定された収縮率Ｃｒ１（ｉ）と収縮力算出部１０８により算出された収縮力Ｆｃ１（ｉ）とに対応した圧力を導出して一側の人工筋肉ＡＭ１を構成する２つの液圧アクチュエータＭの目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ）に設定する。また、目標圧力導出部１０９は、関節Ｊ１－Ｊ３ごとに、当該静特性から収縮率設定部１０７により設定された収縮率Ｃｒ２（ｉ）と収縮力算出部１０８により算出された収縮力Ｆｃ２（ｉ）とに対応した圧力を導出して他側の人工筋肉ＡＭ２を構成する２つの液圧アクチュエータＭの目標圧力Ｐｔａｇ２（ｉ）に設定する。

電流指令値設定部１１１は、目標圧力設定部１１０により設定された目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ）およびＰｔａｇ２（ｉ）を第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２の電磁部１５ｅへの電流指令値（目標電流）に直接変換する。バルブ駆動部１１２は、図示しない上述の電流検出部により検出される電流が電流指令値に一致するようにフィードフォワード制御（あるいはフィードフォワード制御およびフィードバック制御）により目標電圧を設定すると共に、目標電圧をＰＷＭ信号に変換する。更に、バルブ駆動部１１２は、ＰＷＭ信号に基づいて図示しないスイッチング素子（トランジスタ）をスイッチング制御して第１、第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２の電磁部１５ｅに電流を印加する。これにより、第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２は、目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ）またはＰｔａｇ２（ｉ）に応じた油圧を生成するように制御される。

続いて、図５から図１０を参照しながら、上述のロボット装置１の制御手順について説明する。以下、ロボット装置１のハンド部４を把持対象まで移動させ、ハンド部４に把持対象を把持させて移送させるケースを例にとってロボット装置１の制御手順について説明する。

本実施形態において、ロボット装置１の制御装置１００は、ロボットアーム２の手先すなわちハンド部４と把持対象とが仮想的なバネおよびダンパを介して連結され、当該仮想的なバネおよびダンパが発生する引張力Ｆｔによりハンド部４が現在位置から把持対象あるいは当該把持対象の移送先まで引っ張られるとの仮定のもとで設計されている。かかる仮定のもとでは、仮想的なバネおよびダンパによる引張力Ｆｔ＝（ｆ_x，ｆ_y，ｆ_z）が、ハンド部４（予め定められた基準点）の目標位置（ｘｄ（ｔ），ｙｄ（ｔ），ｚｄ（ｔ））と当該ハンド部４の現在位置（ｘ（ｔ），ｙ（ｔ），ｚ（ｔ））とから、いわゆるＰＤ制御（フィードバック制御）の関係式である次式（１）のように、目標位置と現在位置との差にゲインＫ_px，Ｋ_pyまたはＫ_pzを乗じた比例項と、ゲインＫ_vx，Ｋ_vyまたはＫ_vzを含む速度項との和として表すことができる。

また、ハンド部４が把持対象に接触した状態では、把持対象に対する手先の速度はゼロになるから、上記式（１）より、ハンド部４が仮想的なバネおよびダンパによる引っ張られることで把持対象との接触後に当該把持対象に加える押圧力Ｆｐは、接触後の目標位置と把持対象の位置（ハンド部４と把持対象との接触位置）とから求めることができる。従って、ハンド部４の最終的な目標到達位置（ｘ_r，ｙ_r，ｚ_r）は、接触後にハンド部４から把持対象に加えられる押圧力Ｆｐ＝（ｆ_px，ｆ_py，ｆ_pz）と、把持対象の位置（接触位置）（ｘ_o，ｙ_o，ｚ_o）と、ゲインＫ_px，Ｋ_py，Ｋ_pzとから、次式（２）のように表すことができる。

そして、ロボット装置１では、ロボットアーム２の作動開始に先立って（ハンド部４の移動開始前に）、図５のルーチンが制御装置１００の目標位置設定部１０１により実行され、ハンド部４の最終的な目標到達位置（ｘ_r，ｙ_r，ｚ_r）と、初期位置から目標到達位置（ｘ_r，ｙ_r，ｚ_r）までのハンド部４の目標軌道とが設定される。図５のルーチンの開始に際して、制御装置１００の目標位置設定部１０１は、把持対象の位置（ｘ_o，ｙ_o，ｚ_o）と、ユーザにより与えられているハンド部４の移動中の目標速度および目標加速度を取得する（ステップＳ１）。把持対象の位置（ｘ_o，ｙ_o，ｚ_o）は、それが予め判明している場合、ロボット装置１のユーザにより制御装置１００に入力されてもよく、ロボットアーム２の作動開始前にカメラ等により取得されたデータから導出されたものであってよい。

次いで、目標位置設定部１０１は、上記式（２）に従って、ハンド部４と把持対象との接触後に当該ハンド部４から把持対象に予め定められた押圧力Ｆｐが加えられるハンド部４の目標到達位置（ｘ_r，ｙ_r，ｚ_r）を設定する（ステップＳ２）。ロボット装置１において、式（２）における押圧力Ｆｐ＝（ｆ_px，ｆ_py，ｆ_pz）は、把持対象の材質や強度、サイズといった諸元から、当該把持対象を破壊することなくハンド部４を把持対象に接触させるように把持対象の位置（ｘ_o，ｙ_o，ｚ_o）のばらつき等を考慮して予め定められる。更に、目標位置設定部１０１は、ステップＳ１にて取得したハンド部４の目標速度および目標加速度と、ステップＳ２にて設定した目標到達位置（ｘ_r，ｙ_r，ｚ_r）とに基づいて、予め定められた数（複数）の目標位置すなわち経由位置（３次元座標）を含むハンド部４の目標軌道を設定し（ステップＳ３）、図５のルーチンを終了させる。

また、ロボット装置１では、把持対象の位置に応じた目標到達位置および目標軌道が設定された後、把持対象の移送先（把持対象の載置面）に応じた目標到達位置および目標軌道を設定するために再度図５のルーチンが目標位置設定部１０１により実行される。この際、目標位置設定部１０１は、ハンド部４により把持された把持対象（手先）と載置面（対象）との接触後に当該ハンド部４から把持対象を介して載置面（対象）に予め定められた押圧力Ｆｐが加えられるハンド部４の目標到達位置（ｘ_r，ｙ_r，ｚ_r）を設定する。

図６は、目標到達位置および目標軌道が設定された後、制御装置１００により実行されるロボットアーム制御ルーチンを例示するフローチャートである。図６のルーチンは、図５のルーチンの完了後、ユーザによる実行指示に応じて、制御装置１００により所定時間（例えば１０ｍｓ程度）おきに繰り返し実行される。

図６のルーチンの開始に際して、制御装置１００のトルク演算部１０３（目標トルク設定部１０５）および目標剛性設定部１０６は、それぞれ目標位置設定部１０１により設定された目標位置を取得する（ステップＳ１０）。ステップＳ１０にて取得される目標位置は、目標軌道における１番目の目標位置または図６のルーチンの前回実行時に取得された目標位置である。また、制御装置１００の現在位置導出部１０２および重力補償部１０４は、複数の関節角度センサ７により取得された関節Ｊ１－Ｊ３の関節角度θ１－θ３を取得する（ステップＳ２０）。現在位置導出部１０２は、取得した関節角度θ１－θ３とロボットアーム２（ロボット装置１）の諸元とに基づいて、ハンド部４の現在位置（３次元座標）を導出し（ステップＳ３０）、導出した現在位置をトルク演算部１０３に与える。

制御装置１００のトルク演算部１０３（目標トルク設定部１０５）は、ハンド部４の現在位置が前回位置から変化しているか否か（ハンド部４が移動しているか否か）を判定する（ステップＳ４０）。トルク演算部１０３は、ハンド部４の現在位置が前回位置から変化していると判定した場合（ステップＳ４０：ＹＥＳ）、更に、当該現在位置が目標位置に実質的に一致しているか否かを判定する（ステップＳ５０）。現在位置が目標位置に実質的に一致していると判定した場合（ステップＳ５０：ＹＥＳ）、トルク演算部１０３は、ステップＳ１０にて取得した目標位置の次の目標位置を取得する（ステップＳ６０）。当該次の目標位置は、目標剛性設定部１０６にも与えられ、目標剛性設定部１０６は、取得した目標位置等に基づいて、各関節Ｊｉの目標剛性Ｒ（ｉ）を設定する。また、ハンド部４の現在位置が目標位置に実質的に一致していない場合、ステップＳ６０の処理は、スキップされる。

ステップＳ５０またはＳ６０の処理の後、制御装置１００の目標トルク設定部１０５は、各関節Ｊｉについての目標トルクＴｔａｇ（ｉ）を設定する（ステップＳ７０）。図７は、ステップＳ７０における目標トルク設定部１０５による目標トルクＴｔａｇ（ｉ）の設定手順を例示するフローチャートである。同図に示すように、目標トルク設定部１０５のトルク演算部１０３は、まず、ステップＳ１０にて取得したハンド部４の目標位置に基づいて上述のゲインＫ_px，Ｋ_pyおよびＫ_pzを設定する（ステップＳ７００）。ステップＳ７００において、トルク演算部１０３は、ステップＳ１０にて取得した目標位置が予め定められた目標位置（例えば、ハンド部４が減速し始める位置）になるまでゲインＫ_px，Ｋ_pyおよびＫ_pzの各々を予め定められた通常値に設定し、ステップＳ１０にて取得した目標位置が予め定められた目標位置になった以降、ゲインＫ_px，Ｋ_pyおよびＫ_pzの各々を上記通常値よりも小さい値に設定する。

次いで、トルク演算部１０３は、ステップＳ１０にて取得したハンド部４の目標位置と、ステップＳ３０にて取得したハンド部４の現在位置とに基づいて、上記式（１）から上述の仮想的なバネおよびダンパによる引張力Ｆｔ＝（ｆ_x，ｆ_y，ｆ_z）を算出する（ステップＳ７１０）。なお、ステップＳ７１０では、次式（３）から引張力Ｆｔ＝（ｆ_x，ｆ_y，ｆ_z）が算出されてもよく、式（１）および式（３）が併用されてもよい。式（３）を用いることで、ロボットアーム２（各関節Ｊｉ）の動き出しをよりスムースにすることができる。

また、トルク演算部１０３は、別途設定される人感フラグを取得し（ステップＳ７２０）、人感フラグがオフされているか否かを判定する（ステップＳ７３０）。人感フラグは、ロボット装置１の設置箇所あるいは無人搬送車等に配置された少なくとも１つの人感センサ８（図１参照）からの信号に基づいて制御装置１００によりオンまたはオフされるものである。すなわち、制御装置１００は、当該少なくとも１つの人感センサ８により人の存在が検知されていない場合、人感フラグをオフし、少なくとも１つの人感センサ８により人の存在が検知された場合、人感フラグをオンする。

トルク演算部１０３は、人感フラグがオフされていると判定した場合（ステップＳ７３０：ＹＥＳ）、第１の力（ベクトル）Ｆｕ１を上記引張力Ｆｔの上限値Ｆｕに設定する（ステップＳ７４０）。また、トルク演算部１０３は、人感フラグがオンされていると判定した場合（ステップＳ７３０：ＮＯ）、上記第１の力Ｆｕ１よりも小さい第２の力（ベクトル）Ｆｕ２を引張力Ｆｔの上限値Ｆｕに設定する（ステップＳ７４５）。ステップＳ７４０またはＳ７４５の処理の後、トルク演算部１０３は、ステップＳ７１０にて設定した引張力Ｆｔと上限値Ｆｕとの小さい方を引張力Ｆｔに設定（再設定）する（ステップＳ７５０）。

更に、トルク演算部１０３は、次式（４）に示すように、ステップＳ７５０にて設定した引張力Ｆｔと次式（５）に示すヤコビ行列とから、関節Ｊ１－Ｊ３ごとに、ハンド部４が現在位置から目標位置まで移動するように関節Ｊｉを介して連結された２つのアーム３（アーム３および支持部材５）を相対的に回動させる関節トルクＴｊ（ｉ）を算出する（ステップＳ７６０）。そして、目標トルク設定部１０５は、上述のようにしてトルク演算部１０３により算出された関節トルクＴｊ（ｉ）と、重力補償部１０４により別途算出された重力補償トルクＴｃ（ｉ）との和を２つのアーム３等を相対的に回動させるための目標トルクＴｔａｇ（１）－Ｔｔａｇ（３）に設定する（ステップＳ７７０）。

ステップＳ７０（ステップＳ７７０）にて各関節Ｊｉについての目標トルクＴｔａｇ（ｉ）が設定されると、制御装置１００の目標圧力設定部１１０は、関節Ｊｉすなわちアーム３ごとに複数の液圧アクチュエータＭの目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ）およびＰｔａｇ２（ｉ）を設定する（ステップＳ８０）。図８は、ステップＳ８０における目標圧力設定部１１０による目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ）およびＰｔａｇ２（ｉ）の設定手順を例示するフローチャートである。同図に示すように、目標圧力設定部１１０は、まず、変数ｉすなわち関節の番号を値１に設定する（ステップＳ８００）。次いで、目標圧力設定部１１０の収縮力算出部１０８は、目標トルク設定部１０５により設定された関節Ｊｉについての目標トルクＴｔａｇ（ｉ）と、目標剛性設定部１０６により設定された関節Ｊｉの目標剛性Ｒ（ｉ）とを取得する（ステップＳ８１０）。また、ステップＳ８１０において、目標圧力設定部１１０の収縮率設定部１０７は、対応する関節角度センサ７により検出された関節Ｊｉの現在の関節角度θｉを取得する。

関節角度θｉを取得した目標圧力設定部１１０の収縮率設定部１０７は、関節Ｊｉに対応した上記一側の人工筋肉ＡＭ１を構成する２つの液圧アクチュエータＭの収縮率Ｃｒ１（ｉ）と、関節Ｊｉに対応した上記他側の人工筋肉ＡＭ２を構成する２つの液圧アクチュエータＭの収縮率Ｃｒ２（ｉ）とを設定する（ステップＳ８２０）。ステップＳ８２０において、収縮率設定部１０７は、関節Ｊｉの関節角度θｉや、ロボットアーム２（ロボット装置１）の諸元（アーム３の寸法等）等に基づいて、一側の人工筋肉ＡＭ１を構成する２つの液圧アクチュエータＭの収縮率Ｃｒ１（ｉ）と、他側の人工筋肉ＡＭ２を構成する２つの液圧アクチュエータＭの収縮率Ｃｒ２（ｉ）とを導出・設定する。

また、目標圧力設定部１１０の収縮力算出部１０８は、ステップＳ８１０にて取得した目標トルクＴｔａｇ（ｉ）および関節Ｊｉの目標剛性Ｒ（ｉ）に基づいて、関節Ｊｉに対応した一側の人工筋肉ＡＭ１を構成する２つの液圧アクチュエータＭに要求される収縮力（引張力）Ｆｃ１（ｉ）と、当該関節Ｊｉに対応した他側の人工筋肉ＡＭ２を構成する２つの液圧アクチュエータＭに要求される収縮力（引張力）Ｆｃ２（ｉ）とを算出する（ステップＳ８３０）。ここで、目標トルクＴｔａｇ（ｉ）と収縮力Ｆｃ１（ｉ），Ｆｃ２（ｉ）との間には、｜Ｔｔａｇ（ｉ）｜＝｜ｒ（Ｆｃ１（ｉ）－Ｆｃ２（ｉ））｜という関係が成立する（ただし、“ｒ”は、換算係数である。）。また、関節Ｊｉの目標剛性Ｒ（ｉ）と収縮力Ｆｃ１（ｉ），Ｆｃ２（ｉ）との間には、Ｒ（ｉ）＝Ｆｃ１（ｉ）＋Ｆｃ２（ｉ）という関係が成立するとみなすことができる。従って、ステップＳ８３０において、収縮力算出部１０８は、これら２つの関係式から得られる連立方程式を解くことにより、目標トルクＴｔａｇ（ｉ）および関節Ｊｉの目標剛性Ｒ（ｉ）に対応した収縮力Ｆｃ１（ｉ），Ｆｃ２（ｉ）を算出する。

ステップＳ８２０およびＳ８３０の処理の後、目標圧力設定部１１０の目標圧力導出部１０９は、図９に例示する目標圧力設定マップから収縮率Ｃｒ１（ｉ）と収縮力Ｆｃ１（ｉ）とに対応した圧力を適宜線形補間を行いながら導出して上記一側の人工筋肉ＡＭ１を構成する２つの液圧アクチュエータＭの目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ）に設定する（ステップＳ８４０）。また、ステップＳ８４０において、目標圧力導出部１０９は、当該目標圧力設定マップから収縮率Ｃｒ２（ｉ）と収縮力Ｆｃ２（ｉ）とに対応した圧力を導出して上記他側の人工筋肉ＡＭ２を構成する２つの液圧アクチュエータＭの目標圧力Ｐｔａｇ２（ｉ）に設定する。

図９の目標圧力設定マップは、人工筋肉としての液圧アクチュエータＭの静特性を示すものであり、液圧アクチュエータＭに供給される油圧ごとに、チューブＴの収縮率と当該チューブＴが発生する収縮力との関係を規定するように予め実験・解析を経て作成されたものである。このように、チューブＴの収縮率Ｃｒ１（ｉ），Ｃｒ２（ｉ）および収縮力Ｆｃ１（ｉ），Ｆｃ２（ｉ）に対応した圧力を目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ），Ｐｔａｇ２（ｉ）に設定することで、ロボットアーム２への要求に応じて目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ），Ｐｔａｇ２（ｉ）を精度よく設定することが可能となる。

ステップＳ８４０にて目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ）およびＰｔａｇ２（ｉ）が設定されると、目標圧力設定部１１０は、変数ｉをインクリメントし（ステップＳ８５０）、変数ｉが値Ｎ＋１以上であるか否かを判定する（ステップＳ８６０）。値Ｎは、ロボットアーム２における関節の数を示し、本実施形態では、Ｎ＝３である。目標圧力設定部１１０は、変数ｉが値Ｎ＋１未満であると判定した場合（ステップＳ８６０：ＮＯ）、上記ステップＳ８１０－Ｓ８６０の処理を再度実行する。目標圧力設定部１１０により変数ｉが値Ｎ＋１以上であると判定されると（ステップＳ８６０：ＹＥＳ）、図６に示すように、制御装置１００の電流指令値設定部１１１は、図示しないマップ等を用いて、各関節Ｊｉの目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ）およびＰｔａｇ２（ｉ）の各々を電流指令値に直接変換する（ステップＳ９０）。電流指令値設定部１１１により導出された電流指令値は、制御装置１００のバルブ駆動部１１２に与えられ、バルブ駆動部１１２は、当該電流指令に基づいて、それぞれ複数の第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２を制御（ＰＷＭ制御）する（ステップＳ１００）。

これにより、目標トルクＴｔａｇ（ｉ）に応じた液体供給装置１０への電流指令値が容易かつ速やかに設定され、当該電流指令値に基づいて制御される液体供給装置１０の第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２の各々は、対応する目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ）またはＰｔａｇ２（ｉ）に応じた油圧を生成する。更に、第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２により調圧された作動油は、第１および第２供給遮断弁１６１，１６２を介して対応する液圧アクチュエータＭのチューブＴに供給される。この結果、流量制御弁により作動油の流量を調整してチューブＴ内に供給したり、チューブＴに供給される油圧を圧力センサにより検出して実油圧が目標圧力に一致するように流量制御弁をフィードバック制御したりする場合に比べて、目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ），Ｐｔａｇ２（ｉ）の設定から短時間のうちに、各チューブＴに供給される油圧を当該目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ），Ｐｔａｇ２（ｉ）に実質的に一致させ、各チューブＴの実際の収縮率を要求値に応答性よく高精度に追従させることが可能となる。制御装置１００は、ステップＳ１００の処理の後、図６のルーチンを一旦終了させ、次の実行タイミングの到来に応じて再度ステップＳ１０以降の処理を実行する。

一方、図６のステップＳ４０にてハンド部４の現在位置が前回位置から実質的に変化していないと判定した場合（ステップＳ４０：ＮＯ）、トルク演算部１０３は、当該現在位置が前回位置から実質的に変化しなくなってから予め定められた比較的短い時間（所定時間）が経過したか否かを判定する（ステップＳ５５）。現在位置が実質的に変化しなくなってから当該所定時間が経過していないと判定した場合（ステップＳ５５：ＮＯ）、トルク演算部１０３は、例えば、上記目標到達位置と現在位置との差と当該所定時間とに基づいてハンド部４の目標位置を設定する（ステップＳ６５）。ステップＳ６５において、トルク演算部１０３は、例えば、現在位置が実質的に変化しなくなってから上記所定時間が経過する少し前に目標位置が目標到達位置に一致するように当該目標位置を時間の経過と共に一定の割合で変化させる。かかるステップＳ６５の処理の後、上記ステップＳ７０以降の処理が実行される。また、ステップＳ６５にて設定された目標位置は、目標剛性設定部１０６にも与えられ、目標剛性設定部１０６は、取得した目標位置等に基づいて、各関節Ｊｉの目標剛性Ｒ（ｉ）を設定する。これにより、ハンド部４と把持対象との接触後（または把持対象と載置面との接触後）に、当該ハンド部４から把持対象（または載置面）に上記押圧力Ｆｐ以下の力が加えられることになる。

ステップＳ５５にて現在位置が実質的に変化しなくなってから上記所定時間が経過したと判定されると、制御装置１００は、図６のルーチンを終了させてハンド部４に把持対象を把持させるためのハンド制御ルーチンを実行する。また、制御装置１００の目標位置設定部１０１は、ハンド部４により把持対象が把持されるまでに、図５のルーチンを実行して把持対象の載置位置に応じた目標到達位置および目標軌道を設定する。更に、ハンド部４により把持対象が把持されてハンド制御ルーチンが完了すると、制御装置１００は、ロボットアーム２により把持対象を載置位置まで搬送すべく、図６のルーチンを再度実行する。なお、ステップＳ４０にて否定判断がなされた後には、ハンド部４の目標位置が現在位置から目標到達位置まで所定のレートで変化するように設定されてもよく、目標位置が目標到達位置に一致してから予め定められた時間が経過した段階で図６のルーチンが終了されてもよい。

上述のように、ロボット装置１の制御装置１００の目標位置設定部１０１は、ロボット装置１のハンド部４または当該ハンド部４により把持された把持対象（手先）を把持対象または当該把持対象の載置面（対象）に接触させる際に、ハンド部４と把持対象との接触後または把持対象と載置面との接触後（図１０における時刻ｔ２以降）にハンド部４から把持対象または載置面に予め定められた押圧力Ｆｐが加えられるハンド部４の目標到達位置を設定する（図５のステップＳ２）。すなわち、目標位置設定部１０１は、図１０に示すように、挟持対象等の位置よりも若干先の位置をハンド部４の目標到達位置に設定する。また、制御装置１００は、目標到達位置等に基づいて設定される目標軌道を形成する目標位置とハンド部４の現在位置とに基づいてロボットアーム２の各関節Ｊｉについての目標トルクＴｔａｇ（ｉ）を設定すると共に（図６のステップＳ７０）、目標トルクＴｔａｇ（ｉ）に基づいて各関節Ｊｉに対応した複数の液圧アクチュエータＭの目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ）およびＰｔａｇ２（ｉ）を設定する（図６のステップＳ８０）。更に、制御装置１００は、ハンド部４と把持対象または載置面とが接触する前から目標位置が目標到達位置に一致するまでの間、各液圧アクチュエータＭに供給される作動油の圧力が目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ），Ｐｔａｇ２（ｉ）になるように液体供給装置１０の第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２を制御する（図６のステップＳ９０－Ｓ１００）。

これにより、例えば把持対象を破壊することなくハンド部４または把持対象（手先）を把持対象または載置面（対象）に接触させるように当該把持対象等の位置のばらつき等を考慮して上記押圧力Ｆｐを定めておけば、ハンド部４等が把持対象等にある程度接近した段階で当該ハンド部４の移動速度を低下させたり、センサによりハンド部４等と把持対象等との接触を検知したりすることなく、ロボット装置１のハンド部４等と把持対象等とを接触させることができる。更に、目標到達位置に応じたハンド部４の目標位置と、当該ハンド部４の現在位置とに基づく目標トルク（目標駆動力）Ｔｔａｇ（ｉ）、より詳細には、目標トルクＴｔａｇ（ｉ）に基づく目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ）およびＰｔａｇ２（ｉ）に基づいて液体供給装置１０を制御することで、人工筋肉としての各液圧アクチュエータＭに供給される油圧を検出するセンサを用いることなく、各液圧アクチュエータＭを要求に対して応答性よく高精度に作動させることが可能となる。

また、制御装置１００の目標位置設定部（目標到達位置設定部および目標軌道設定部）１０１は、上記目標到達位置を設定すると共に、当該目標到達位置、ハンド部４の目標速度および目標加速度に基づいて複数の目標位置を含むハンド部４の目標軌道を設定する（図５のステップＳ１－Ｓ３）。更に、目標トルク設定部１０５は、ロボット装置１のハンド部（手先）４を現在位置から目標位置まで移動させる引張力（駆動力）Ｆｔを算出すると共に、当該引張力Ｆｔに基づいて関節Ｊｉを介して連結された２つのアーム（リンク）３等を相対的に回動させるための目標トルクＴｔａｇ（ｉ）を設定する（図６のステップＳ７０、図７のステップＳ７００－Ｓ７７０）。また、目標圧力設定部１１０は、目標トルクＴｔａｇ（ｉ）に基づいて目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ）およびＰｔａｇ２（ｉ）を設定する（図６のステップＳ８０）。更に、電流指令値設定部１１１は、目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ）およびＰｔａｇ２（ｉ）を液体供給装置１０の第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２への電流指令値に直接変換する（図６のステップＳ９０）。

これにより、目標トルクＴｔａｇ（ｉ）から第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２への電流指令値を容易かつ速やかに設定して人工筋肉としての各液圧アクチュエータＭに供給される油圧を応答性よく制御すると共に、複数の液圧アクチュエータＭによって目標軌道を辿るようにロボット装置１のハンド部４を移動させて当該ハンド部４を把持対象に接触させたり、把持対象を載置面に接触させたりすることが可能となる。なお、目標位置設定部１０１は、目標軌道を設定せず、目標到達位置のみを設定するものであってもよく、この場合、目標トルク設定部１０５は、目標到達位置と現在位置との差に基づいて目標Ｔｔａｇ（ｉ）を設定するものであってもよい。更に、ロボット装置１の始動開始時に把持対象の位置を正確に取得し得ない場合等には、ハンド部４が把持対象に近づいてから、カメラ等により所定時間おきに取得された把持対象の位置から目標到達位置が当該所定時間おきに導出されてもよい。

また、目標トルク設定部１０５のトルク演算部１０３は、予め定められた上限値Ｆｕ（Ｆｕ１またはＦｕ２）を超えないように引張力Ｆｔを算出する（図７のステップＳ７５０）。加えて、トルク演算部１０３は、図１０に示すように、ロボット装置１の周囲（例えばロボット装置１が配置される室内あるいは柵の内側といったロボットアーム２の動作範囲を含む領域）に人がいることが検知されて人感フラグがオンされると（図１０における時刻ｔ１および図中二点鎖線参照）、上限値Ｆｕをロボット装置１の周囲に人がいない場合に比べて小さくする（図７のステップＳ７２０－Ｓ７４５）。これにより、ロボット装置１のハンド部４が目標軌道に沿って移動する間に、ロボット装置１に人が万が一接触したとしても、人が接触後に受ける力を良好に緩和することが可能となる。

更に、ロボット装置１の制御装置１００において、目標位置設定部（目標軌道設定部）１０１は、図６のステップＳ４０にてハンド部４の現在位置が前回位置から実質的に変化していないと判定されるまで、別途与えられる目標加速度を予め定められた上限加速度を超えないように制限しながら所定時間おきにハンド部４の目標位置を設定するものであってもよい。この場合、当該目標位置設定部１０１は、ロボット装置１の周囲に人がいる場合、上限加速度をロボット装置１の周囲に人がいない場合に比べて小さくするように構成されるとよい。かかる態様によっても、ロボット装置１のハンド部４が目標軌道に沿って移動する間に、ロボット装置１に人が万が一接触したとしても、人が接触後に受ける力を良好に緩和することが可能となる。

また、上記実施形態において、目標トルク設定部１０５のトルク演算部１０３は、目標位置と現在位置との差にゲインＫ_px，Ｋ_py，Ｋ_pzを乗じた比例項を含むフィードバック制御の関係式（１）に従って引張力Ｆｔを算出すると共に、ハンド部４の目標位置に応じて当該ゲインＫ_px，Ｋ_py，Ｋ_pzを変化させる（図７のステップＳ７００）。これにより、ハンド部４の目標軌道に対する追従性や、ハンド部４等から把持対象等に加えられる押圧力Ｆｐの接触後における増加の度合を変化させることが可能となる。

すなわち、ゲインＫ_px，Ｋ_py，Ｋ_pzを大きくした場合、ハンド部４の目標軌道への追従性が向上する一方で、ハンド部４と把持対象との接触後あるいは把持対象と載置面との接触後における押圧力Ｆｐの増加勾配が大きくなる。これに対して、ゲインＫ_px，Ｋ_py，Ｋ_pzを小さくした場合、ハンド部４の目標軌道への追従性が緩やかになるが、ハンド部４と把持対象との接触後あるいは把持対象と載置面との接触後における押圧力Ｆｐの増加勾配を小さくすることができる。従って、上述のように、ハンド部４が把持対象または載置面にある程度接近した段階で、ゲインＫ_px，Ｋ_py，Ｋ_pzをそれまでの値よりも小さくすれば、ロボット装置１の応答性と安全性とをより向上させることができる。なお、図７のステップＳ７００において、ゲインＫ_px，Ｋ_py，Ｋ_pzは、ハンド部４の現在位置に応じて変化させられてもよい。

更に、上記実施形態において、目標トルク設定部１０５のトルク演算部１０３は、関節Ｊ１－Ｊ３ごとに、ロボット装置１のハンド部４を現在位置から目標位置まで移動させる関節トルクＴｊ（ｉ）を算出する。また、目標トルク設定部１０５の重力補償部１０４は、関節Ｊ１－Ｊ３ごとに、ロボットアーム２（ロボット装置１）の姿勢を維持するのに必要な重力補償トルクＴｃ（ｉ）を算出する。更に、目標トルク設定部１０５は、関節トルクＴｊ（ｉ）と重力補償トルクＴｃ（ｉ）との和を、関節Ｊｉを介して連結される２つのアーム３等を相対的に回動させるための目標トルクＴｔａｇ（ｉ）に設定する（図６のステップＳ７０、図７のステップＳ７７０）。これにより、ロボットアーム２（ロボット装置１）の挙動の乱れを抑制しつつ、複数の液圧アクチュエータＭによりロボット装置１のハンド部４を移動させることが可能となる。

また、制御装置１００は、少なくともロボット装置１のハンド部４の目標位置に基づいて各関節Ｊｉの目標剛性Ｒ（ｉ）を設定する目標剛性設定部１０６と、ロボット装置１の現在位置に応じた各関節角度θｉに基づいて各液圧アクチュエータＭの収縮率Ｃｒ１（ｉ），Ｃｒ２（ｉ）を設定する収縮率設定部１０７と、目標トルクＴｔａｇ（ｉ）と目標剛性Ｒ（ｉ）とに基づいて関節Ｊｉに対応した複数（一対）の液圧アクチュエータＭに要求される収縮力Ｆｃ１（ｉ），Ｆｃ２（ｉ）を算出する収縮力算出部１０８と、目標圧力設定マップから収縮率Ｃｒ１（ｉ）と収縮力Ｆｃ１（ｉ）とに対応した圧力および収縮率Ｃｒ２（ｉ）と収縮力Ｆｃ２（ｉ）とに対応した圧力を導出して目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ），Ｐｔａｇ２（ｉ）に設定する目標圧力導出部１０９とを含む。これにより、人工筋肉としての各液圧アクチュエータＭの要求に応じて目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ），Ｐｔａｇ２（ｉ）を精度よく設定し、複数の液圧アクチュエータＭを含むロボット装置１を応答性よく安定に作動させることが可能となる。

以上説明したように、本開示のロボット装置１は、作動油（液体）の供給を受けて作動する複数の液圧アクチュエータ（人工筋肉）Ｍと、当該複数の液圧アクチュエータＭに液体を供給する液体供給装置１０と、当該液体供給装置１０を制御する制御装置１００とを含む。そして、制御装置１００は、ロボット装置１を駆動するための目標トルク（目標駆動力）Ｔｔａｇ（ｉ）を設定すると共に（図６のステップＳ７０）、当該目標トルクＴｔａｇ（ｉ）に基づいて液圧アクチュエータＭに供給される油圧の目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ），Ｐｔａｇ２（ｉ）を設定し（図６のステップＳ８０）、当該目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ），Ｐｔａｇ２（ｉ）に基づいて液体供給装置１０を制御する（図６のステップＳ９０－Ｓ１００）。

このように、目標トルクＴｔａｇ（ｉ）に基づいて液圧アクチュエータＭに供給される油圧を制御することで、当該油圧を検出するセンサを用いることなく、人工筋肉としての液圧アクチュエータＭを要求に対して応答性よく高精度に作動させることが可能となる。

また、制御装置１００は、ロボット装置１の一部であるハンド部４の目標位置と現在位置とに基づいて目標トルクＴｔａｇ（ｉ）を設定する目標トルク設定部１０５と、目標トルク設定部１０５により設定された目標トルクＴｔａｇ（ｉ）に基づいて目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ），Ｐｔａｇ２（ｉ）を設定する目標圧力設定部１１０と、目標圧力設定部１１０により設定された目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ），Ｐｔａｇ２（ｉ）に基づいて液体供給装置１０への電流指令値を設定する電流指令値設定部１１１とを含む。

これにより、目標トルクＴｔａｇ（ｉ）に応じた液体供給装置１０への電流指令値を容易かつ速やかに設定して液圧アクチュエータＭに供給される油圧を応答性よく制御することが可能となる。

更に、目標トルク設定部１０５は、ロボット装置１の一部であるハンド部４を現在位置から目標位置まで移動させる関節トルク（駆動力）Ｔｊ（ｉ）と、ロボット装置１（ロボットアーム２）の姿勢を維持するのに必要な重力補償トルク（重力補償量）Ｔｃ（ｉ）との和を目標トルクＴｔａｇ（ｉ）に設定する（図６のステップＳ７０、図７のステップＳ７７０）。

これにより、ロボット装置１（ロボットアーム２）の挙動の乱れを抑制しつつ、液圧アクチュエータＭにより当該ロボット装置１の一部であるハンド部４を移動させることが可能となる。

また、目標圧力設定部１１０は、ロボット装置１（ハンド部４）の現在位置に応じた関節Ｊｉの関節角度θｉに基づいて液圧アクチュエータＭの収縮率Ｃｒ１（ｉ），Ｃｒ２（ｉ）を設定すると共に（図８のステップＳ８２０）、目標トルク設定部１０５により設定された目標トルクＴｔａｇ（ｉ）に基づいて液圧アクチュエータＭの収縮力Ｆｃ１（ｉ），Ｆｃ２（ｉ）を算出し（図８のステップＳ８３０）、収縮率Ｃｒ１（ｉ），Ｃｒ２（ｉ）と収縮力Ｆｃ１（ｉ），Ｆｃ２（ｉ）とに基づいて目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ），Ｐｔａｇ２（ｉ）を設定する（図８のステップＳ８４０）。

これにより、液圧アクチュエータＭへの要求に応じて目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ），Ｐｔａｇ２（ｉ）を精度よく設定することが可能となる。ただし、収縮率Ｃｒ１（ｉ），Ｃｒ２（ｉ）は、ロボット装置１のハンド部４の目標位置に応じた各関節Ｊｉの目標角度に基づいて設定されてもよい。

更に、ロボット装置１は、複数の関節Ｊｉと、複数のリンクとしての複数のアーム３および支持部材５とを含み、液圧アクチュエータＭは、関節Ｊｉを介して連結される２つのアーム３等を相対的に回動させる。すなわち、２つのアーム３等は、一側の人工筋肉ＡＭ１を構成する２つの液圧アクチュエータＭと、当該２つの液圧アクチュエータＭと互いに拮抗するように配置された他側の人工筋肉ＡＭ２を構成する他の２つの液圧アクチュエータＭとにより相対的に回動させられる。そして、目標トルクＴｔａｇ（ｉ）は、２つのリンクを相対的に回動させる関節トルクＴｊ（ｉ）の目標値である。

これにより、対をなす複数の液圧アクチュエータＭによって関節Ｊｉを介して連結された２つのアーム３等の何れか一方を他方に対して応答性よく高精度に回動させることが可能となる。ただし、関節Ｊｉを介して連結された２つのアーム３等に必ずしも対をなす複数の液圧アクチュエータ（人工筋肉）Ｍが設けられる必要はなく、当該２つのアーム３等には、１つまたは複数の液圧アクチュエータＭと、当該液圧アクチュエータＭと拮抗するように配置されるスプリングやゴム材等の弾性体とが連結されてもよい。

また、ロボット装置１の制御装置１００は、少なくともロボット装置１の目標位置に基づいて関節Ｊｉの目標剛性Ｒ（ｉ）を設定する目標剛性設定部１０６を含み、目標トルク設定部１０５により設定された目標トルクＴｔａｇ（ｉ）と、目標剛性設定部１０６により設定された目標剛性Ｒ（ｉ）とに基づいて液圧アクチュエータＭの収縮力Ｆｃ１（ｉ），Ｆｃ２（ｉ）を算出する（図８のステップＳ８３０）。

これにより、関節Ｊｉを介して連結された２つのアーム３等と、１つまたは複数の液圧アクチュエータＭとを含むロボット装置１を応答性よく安定に作動させることが可能となる。ただし、各関節Ｊｉの目標剛性Ｒ（ｉ）は、少なくともロボット装置１すなわちハンド部４の現在位置に基づいて設定されてもよい。

更に、液体供給装置１０は、液体供給源としてのポンプ１３からの作動油を調圧して対応する液圧アクチュエータＭに供給する液圧調整装置としての第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２をそれぞれ複数含む。また、第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２は、電磁部１５ｅ、スプール１５ｓ、当該スプール１５ｓを付勢するスプリングＳＰ、作動油が供給される入力ポート１５ｉ、出力ポート１５ｏ、当該出力ポート１５ｏに連通するフィードバックポート１５ｆ、および入力ポート１５ｉと出力ポート１５ｏとに連通可能なドレンポート１５ｄを含む。更に、第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２は、電磁部１５ｅが発生する推力と、スプリングＳＰの付勢力と、出力ポート１５ｏからフィードバックポート１５ｆに供給される油圧の作用によりスプール１５ｓに加えられる推力とをバランスさせて作動油の圧力を調整する。

これにより、人工筋肉としての液圧アクチュエータＭに供給される作動油を実圧が目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ），Ｐｔａｇ２（ｉ）になるように精度よく調圧することが可能となる。また、液圧アクチュエータＭ側に供給される油圧（信号圧または駆動圧）を第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２にフィードバックすることで、人工筋肉としての複数の液圧アクチュエータＭにより駆動されるロボットアーム２に当該複数の液圧アクチュエータＭ以外からの外力が加えられたときに、当該外力による液圧アクチュエータＭのチューブＴの体積変化に応じた油圧の変動を吸収することができる。加えて、当該外力が無くなった後には、速やかに要求に応じた油圧（駆動圧）を液圧アクチュエータＭに供給することが可能となる。

ただし、第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２の少なくとも何れか１つは、常開弁であってもよい。この場合、当該常開弁は、電磁部からの推力および当該電磁部からの推力と同方向に作用するようにフィードバックポートに供給された液圧による推力を、スプリングの付勢力とバランスさせるものであってもよい。また、リニアソレノイドバルブ１５１－１５６の少なくとも何れか１つは、専用のフィードバックポートをもたず、スプールを収容するスリーブの内側で出力圧（駆動圧）をフィードバック圧としてスプールに作用させるように構成されたものであってもよい（例えば、特開２０２０－４１６８７号公報参照）。

更に、液体供給装置１０において、第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２の少なくとも何れか１つ（例えば、要求出力（収縮力と収縮速度との積）の最大値がすべての液圧アクチュエータＭの中で最大となる液圧アクチュエータＭに対応したもの）が、電磁部に供給される電流に応じた信号圧を出力するリニアソレノイドバルブ（あるいはオンオフソレノイドバルブ）と、当該信号圧に応じて作動油を調圧するコントロールバルブとで置き換えられてもよい。この場合、コントロールバルブは、バルブボディ内に配置されるスプールと、当該スプールを付勢するスプリングと、入力ポートと、出力ポートと、フィードバックポートと、信号圧入力ポートと、ドレンポートとを含むものであってもよく、出力圧（駆動圧）をスプールの内部でフィードバック圧として当該スプールに作用させるように構成されたものであってもよい。

また、第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２の少なくとも何れか１つは、対応する液圧アクチュエータＭに供給される油圧（液圧）が目標圧力になるように制御される流量制御弁で置き換えられてもよい。更に、液体供給装置１０から元圧生成バルブ１４が省略されてもよい。また、ポンプ１３により発生させられた油圧を蓄えるアキュムレータ（蓄圧器）が液体供給装置１０に設けられてもよい。更に、液体供給装置１０は、水等の作動油以外の液体を液圧アクチュエータＭに供給するように構成されてもよい。加えて、上記液体供給装置１０から第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２が省略されてもよく、複数の液圧アクチュエータＭごとに液圧調整装置としてのポンプが設けられてもよい。

また、上記実施形態において、人工筋肉としての液圧アクチュエータＭは、内部に作動油が供給されると共に当該内部の油圧の上昇に応じて径方向に膨張しながら軸方向に収縮するチューブＴと、当該チューブＴを覆う編組スリーブＳとを含むマッキベン型の人工筋肉であるが、ロボット装置１における液圧アクチュエータＭの構成は、これに限られるものではない。すなわち、液圧アクチュエータＭは、液体が供給された際に径方向に膨張しながら軸方向に収縮するチューブを含むものであればよく、例えば弾性体により形成された内側筒状部材と、弾性体により形成されると共に内側筒状部材の外側に同軸に配置され外側筒状部材と、内側筒状部材と外側筒状部材との間に配置された繊維層とを含む軸方向繊維強化型の液圧アクチュエータ（例えば、特開２０１１－１３７５１６号参照）であってもよい。更に、液圧アクチュエータＭは、シリンダおよびピストンを含む液体シリンダであってもよい。加えて、ロボット装置１の人工筋肉は、空気等の気体を作動流体として用いるものであってもよい。

また、ロボット装置１のロボットアーム２は、液圧アクチュエータ（流体アクチュエータ）として揺動モータ（例えば、ハンド部４の根元（手首部）を回転させる揺動モータ）を含むものであってもよい。すなわち、ロボットアーム２（ロボット本体）は、人工筋肉としての液圧アクチュエータと揺動モータとの少なくとも何れか１つを含むものであってもよい。更に、ロボット装置１のロボットアーム２は、液圧アクチュエータとしてエアシリンダや油圧シリンダといった流体圧シリンダを含むものであってもよい。また、ロボット装置１において、タンク１１がロボットアーム２といったロボット本体により支持されてもよい。

そして、ロボット装置１は、関節を１つだけ含むものであってもよく、人工筋肉としての液圧アクチュエータＭを１つまたは２つだけ含むものであってもよい。また、ロボット装置１は、少なくとも１つの液圧アクチュエータＭ等とハンド部４とを有するロボットアーム２を含むものに限られず、少なくとも１つの液圧アクチュエータと、例えばドリルビット等の工具や例えばスイッチ等を押圧する押圧部材といったハンド部４以外の要素が手先に取り付けられたロボットアームとを含むものであってもよい。更に、ロボット装置１は、歩行ロボットや、ウェアラブルロボット等であってもよい。

図１１は、ロボット装置１に適用可能な他の制御装置１００Ｂを示すブロック図である。なお、制御装置１００Ｂの構成要素のうち、上述の制御装置１００と同一の要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１１に示す制御装置１００Ｂも、それぞれコンピュータのＣＰＵやＲＯＭ，ＲＡＭといったハードウェアと、当該コンピュータにインストールされた制御プログラムといったソフトウェアとの少なくとも何れか一方により構築される。同図に示すように、制御装置１００Ｂは、上記制御装置１００と同様に、目標位置設定部１０１、現在位置導出部１０２、目標トルク設定部１０５（トルク演算部１０３および重力補償部１０４）、電流指令値設定部１１１，およびバルブ駆動部１１２を含む。また、制御装置１００Ｂは、収縮力設定部１１６、収縮率設定部１０７Ｂ、収縮力算出部１０８Ｂおよび目標圧力導出部１０９Ｂを含む目標圧力設定部１１０Ｂを含む。

目標圧力設定部１１０Ｂの収縮力設定部１１６は、関節Ｊ１－Ｊ３ごとに、上記一側の人工筋肉ＡＭ１と上記他側の人工筋肉ＡＭ２とのうちの一方を第１人工筋肉として定めると共に、他方を第２人工筋肉として定める。更に、収縮力設定部１１６は、関節Ｊ１－Ｊ３ごとに、少なくともロボット装置１すなわちハンド部４の目標位置に応じて予め定められた一定の力（引張力）を第１人工筋肉を構成する２つの液圧アクチュエータＭのチューブＴの収縮により発生させる第１収縮力Ｆｃ１（ｉ）に設定する。目標圧力設定部１１０Ｂの収縮率設定部１０７Ｂは、関節Ｊ１－Ｊ３ごとに、ハンド部４の現在位置に応じた関節Ｊｉの関節角度θｉに基づいて、上記第１人工筋肉を構成する２つの液圧アクチュエータＭの収縮率Ｃｒ１（ｉ）と、上記第２人工筋肉を構成する２つの液圧アクチュエータＭの収縮率Ｃｒ２（ｉ）とを設定する。目標圧力設定部１１０Ｂの収縮力算出部１０８Ｂは、関節Ｊ１－Ｊ３ごとに、目標トルク設定部１０５により設定された目標トルクＴｔａｇ（ｉ）と、収縮力設定部１１６により設定された第１収縮力Ｆｃ１（ｉ）とに基づいて、第２人工筋肉を構成する２つの液圧アクチュエータＭのチューブＴの収縮により発生させる第２収縮力Ｆｃ２（ｉ）に設定する。

制御装置１００Ｂは、ロボットアーム２の作動開始に先立って（ハンド部４の移動開始前に）、制御装置１００と同様に、図５のルーチンを実行してハンド部４の最終的な目標到達位置（ｘ_r，ｙ_r，ｚ_r）と、初期位置から目標到達位置（ｘ_r，ｙ_r，ｚ_r）までのハンド部４の目標軌道とを設定する。目標到達位置および目標軌道を設定した後、制御装置１００Ｂは、ユーザによる実行指示に応じて、図６のロボットアーム制御ルーチンを所定時間（例えば１０ｍｓ程度）おきに繰り返し実行する。制御装置１００Ｂは、ステップＳ１０－Ｓ７０の処理を実行した後、ステップＳ８０において、図１２に示す手順に従って複数の液圧アクチュエータＭの目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ）およびＰｔａｇ２（ｉ）を設定する。

図１２は、制御装置１００Ｂの目標圧力設定部１１０Ｂによる目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ）およびＰｔａｇ２（ｉ）の設定手順を例示するフローチャートである。同図に示すように、目標圧力設定部１１０Ｂは、まず、変数ｉすなわち関節の番号を値１に設定する（ステップＳ８００Ｂ）。次いで、目標圧力設定部１１０Ｂの収縮力設定部１１６および収縮力算出部１０８は、目標トルク設定部１０５により設定された関節Ｊｉについての目標トルクＴｔａｇ（ｉ）を取得し、目標圧力設定部１１０Ｂの収縮率設定部１０７は、対応する関節角度センサ７により検出された関節Ｊｉの現在の関節角度θｉを取得する（ステップＳ８０５Ｂ）。ステップＳ８０５Ｂの処理の後、目標圧力設定部１１０Ｂの収縮力設定部１１６は、取得した目標トルクＴｔａｇ（ｉ）が予め定められた比較的大きい閾値（所定値）Ｔｒｅｆ以上であるか否かを判定する（ステップＳ８１０Ｂ）。

目標トルクＴｔａｇ（ｉ）が閾値Ｔｒｅｆ以上であると判定した場合（ステップＳ８１０Ｂ：ＹＥＳ）、収縮力設定部１１６は、ステップＳ８０５Ｂにて取得した目標トルクＴｔａｇ（ｉ）の大きさと向きとから、関節Ｊｉに対応した上記一側の人工筋肉ＡＭ１と上記他側の人工筋肉ＡＭ２とのうちの要求される収縮力が小さくなる一方を特定する（ステップＳ８２０Ｂ）。更に、ステップＳ８２０Ｂにおいて、収縮力設定部１１６は、人工筋肉ＡＭ１およびＡＭ２のうち、収縮力が小さくなる一方を上記第１人工筋肉として定めると共に、他方を上記第２人工筋肉として定める。

一方、目標トルクＴｔａｇ（ｉ）が閾値Ｔｒｅｆ未満であると判定した場合（ステップＳ８１０Ｂ：ＮＯ）、収縮力設定部１１６は、ステップＳ８０５Ｂにて取得した目標トルクＴｔａｇ（ｉ）の向きと関節Ｊｉの構造とから、関節Ｊｉに対応した上記一側および他側の人工筋肉ＡＭ１，ＡＭ２のうち、目標トルクＴｔａｇ（ｉ）に応じた駆動力が関節Ｊｉを介して連結される２つのアーム３等に作用した際に当該駆動力に対する反力を出力する一方を上記第１人工筋肉として定めると共に、他方を上記第２人工筋肉として定める（ステップＳ８２５Ｂ）。ステップＳ８２０ＢまたはＳ８２５Ｂの処理の後、収縮力設定部１１６は、関節Ｊｉに対応した第１人工筋肉を構成する２つの液圧アクチュエータＭのチューブＴの収縮により発生させる第１収縮力Ｆｃ１（ｉ）を設定する（ステップＳ８３０Ｂ）。

また、目標圧力設定部１１０Ｂの収縮率設定部１０７Ｂは、関節Ｊｉに対応した第１人工筋肉を構成する２つの液圧アクチュエータＭの収縮率Ｃｒ１（ｉ）と、関節Ｊｉに対応した第２人工筋肉を構成する２つの液圧アクチュエータＭの収縮率Ｃｒ２（ｉ）とを設定する（ステップＳ８３５Ｂ）。ステップＳ８３５Ｂにおいて、収縮率設定部１０７Ｂは、関節Ｊｉの関節角度θｉや、ロボットアーム２（ロボット装置１）の諸元（アーム３の寸法等）等に基づいて、関節Ｊｉに対応した第１人工筋肉を構成する２つの液圧アクチュエータＭの収縮率Ｃｒ１（ｉ）と、関節Ｊｉに対応した第２人工筋肉を構成する２つの液圧アクチュエータＭの収縮率Ｃｒ２（ｉ）とを導出・設定する。

更に、目標圧力設定部１１０Ｂの収縮力算出部１０８Ｂは、ステップＳ８０５Ｂにて取得した目標トルクＴｔａｇ（ｉ）と、収縮力設定部１１６により設定された第１収縮力Ｆｃ１（ｉ）とから、関節Ｊｉに対応した第２人工筋肉を構成する２つの液圧アクチュエータＭに発生させる第２収縮力（引張力）Ｆｃ２（ｉ）を算出する（ステップＳ８４０Ｂ）。そして、目標圧力設定部１１０Ｂの目標圧力導出部１０９Ｂは、図９に示す目標圧力設定マップから収縮率Ｃｒ１（ｉ）と第１収縮力Ｆｃ１（ｉ）とに対応した圧力を適宜線形補間を行いながら導出して関節Ｊｉに対応した第１人工筋肉を構成する２つの液圧アクチュエータＭの目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ）に設定する（ステップＳ８４５Ｂ）。また、ステップＳ８４５Ｂにおいて、目標圧力導出部１０９Ｂは、当該目標圧力設定マップから収縮率Ｃｒ２（ｉ）と第２収縮力Ｆｃ２（ｉ）とに対応した圧力を導出して関節Ｊｉに対応した第２人工筋肉を構成する２つの液圧アクチュエータＭの目標圧力Ｐｔａｇ２（ｉ）に設定する。

ステップＳ８４５Ｂにて目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ）およびＰｔａｇ２（ｉ）が設定されると、目標圧力設定部１１０Ｂは、変数ｉをインクリメントし（ステップＳ８５０Ｂ）、変数ｉが値Ｎ＋１（ここでは、Ｎ＝３）以上であるか否かを判定する（ステップＳ８５５Ｂ）。目標圧力設定部１１０Ｂは、変数ｉが値Ｎ＋１未満であると判定した場合（ステップＳ８５５Ｂ：ＮＯ）、上記ステップＳ８０５Ｂ－Ｓ８５５Ｂの処理を再度実行する。目標圧力設定部１１０Ｂにより変数ｉが値Ｎ＋１以上であると判定されると（ステップＳ８５５Ｂ：ＹＥＳ）、各液圧アクチュエータＭの目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ），Ｐｔａｇ２（ｉ）の設定が完了し、図６のステップＳ９０およびＳ１００の処理が実行される。

引き続き、図１３および図１４を参照しながら、制御装置１００Ｂの収縮力設定部１１６によるステップＳ８３０Ｂにおける第１収縮力Ｆｃ１（ｉ）の設定手順について説明する。

図１３に示すように、ステップＳ８３０Ｂの処理の開始に際して、制御装置１００Ｂの収縮力設定部１１６は、ハンド部４の目標到達位置、その時点で図６のロボットアーム制御ルーチンにて用いられているハンド部４の目標位置、および上述の人感フラグを取得する（ステップＳ８３００）。次いで、収縮力設定部１１６は、人感フラグがオフされているか否かを判定し（ステップＳ８３０５）、人感フラグがオフされていると判定した場合（ステップＳ８３０５：ＹＥＳ）、ハンド部４により把持対象が把持されているか否かを判定する（ステップＳ８３１０）。ハンド部４により把持対象が把持されていないと判定した場合（ステップＳ８３１０：ＮＯ）、収縮力設定部１１６は、ステップＳ８３００にて取得したハンド部４の目標到達位置および目標位置に基づいて、当該ハンド部４が把持対象の概ね真上に位置しているか否かを判定する（ステップＳ８３１５）。

収縮力設定部１１６は、ハンド部４が把持対象の概ね真上に位置していないと判定した場合（ステップＳ８３１５：ＮＯ）、関節Ｊｉについて予め定められた中程度かつ一定の収縮力Ｆｃｍ（ｉ）を当該関節Ｊｉに対応した第１人工筋肉を構成する２つの液圧アクチュエータＭのチューブＴの収縮により発生させる第１収縮力Ｆｃ１（ｉ）に設定し（ステップＳ８３２０）、ステップＳ８３０Ｂの処理を終了させる。また、ハンド部４が把持対象の概ね真上に位置していると判定した場合（ステップＳ８３１５：ＹＥＳ）、収縮力設定部１１６は、関節Ｊｉについて予め定められた比較的小さい一定の収縮力Ｆｃｓ（ｉ）を第１収縮力Ｆｃ１（ｉ）に設定し（ステップＳ８３４０）、ステップＳ８３０Ｂの処理を終了させる。

ここで、関節Ｊｉに対応した第１人工筋肉を構成する２つの液圧アクチュエータＭが発生する最大収縮力と、当該関節Ｊｉに対応した第２人工筋肉を構成する２つの液圧アクチュエータＭが発生する最大収縮力とが同一であり、当該最大収縮力を“Ｆｍａｘ”とすれば、４つの液圧アクチュエータＭから関節Ｊｉに付与し得る最大トルクＴｍａｘは、｜Ｔｍａｘ｜＝｜ｒ・（Ｆｃ１（ｉ）－Ｆｃ２（ｉ））｜＝｜ｒ・Ｆｍａｘ｜となり、この際、関節Ｊｉの剛性を“Ｒ（ｉ）”とすれば、Ｒ＝Ｆｍａｘとなる。このため、本実施形態において、収縮力Ｆｃｓ（ｉ）およびＦｃｍ（ｉ）は、最大トルクＴｍａｘ＝ｒ・Ｆｍａｘの出力を可能とすべく、Ｆｍａｘ≦Ｆｃｓ（ｉ）＜Ｆｃｍ（ｉ）を満たすように予め定められる。これにより、ハンド部４を対象物に向けて下降（接近）させる際に、各液圧アクチュエータＭの収縮力（トルク）を充分に確保しつつ、関節Ｊｉの剛性を低下させ、ハンド部４（ロボットアーム２の一部）が把持対象に接触する際の衝撃を関節Ｊ１－Ｊ３により良好に吸収することが可能となる。

また、収縮力設定部１１６は、ハンド部４により把持対象が把持されていると判定した場合（ステップＳ８３１０：ＹＥＳ）、ステップＳ８３００にて取得したハンド部４の目標到達位置および目標位置に基づいて、当該ハンド部４が把持対象の載置位置の概ね真上に位置しているか否かを判定する（ステップＳ８３２５）。ハンド部４が載置位置の概ね真上に位置していると判定した場合（ステップＳ８３２５：ＹＥＳ）、収縮力設定部１１６は、例えばハンド部４の目標到達位置および目標位置に基づいて、当該ハンド部４が載置位置に向けて移動しているか否かを判定する（ステップＳ８３３０）。

収縮力設定部１１６は、ハンド部４が載置位置に向けて移動していると判定した場合（ステップＳ８３３０：ＹＥＳ）、例えばハンド部４の目標到達位置および目標位置に基づいて、当該ハンド部４が載置位置から比較的短い所定距離だけ離間した位置に達しているか否かを判定する（ステップＳ８３３５）。ハンド部４が載置位置から所定距離だけ離間した位置に達していると判定した場合（ステップＳ８３３５：ＹＥＳ）、収縮力設定部１１６は、上述の比較的小さい一定の収縮力Ｆｃｓ（ｉ）を第１収縮力Ｆｃ１（ｉ）に設定し（ステップＳ８３４０）、ステップＳ８３０Ｂの処理を終了させる。これにより、関節Ｊｉの剛性を低下させ、ハンド部４により把持された把持対象が載置面に載置される際の衝撃を関節Ｊ１－Ｊ３により良好に吸収することが可能となる。

これに対して、ハンド部４が載置位置から所定距離だけ離間した位置に達していないと判定した場合（ステップＳ８３３５：ＮＯ）、収縮力設定部１１６は、関節Ｊｉについて予め定められた比較的大きい収縮力Ｆｃｇ（ｉ）を第１収縮力Ｆｃ１（ｉ）に設定し（ステップＳ８３４５）、ステップＳ８３０Ｂの処理を終了させる。また、ハンド部４が載置位置の概ね真上で当該載置位置から離間していると判定した場合（ステップＳ８３３０：ＮＯ）。収縮力設定部１１６は、関節Ｊｉについて予め定められた比較的大きい収縮力Ｆｃｇ（ｉ）を各関節Ｊｉの第１収縮力Ｆｃ１（ｉ）に設定し（ステップＳ８３４５）、ステップＳ８３０Ｂの処理を終了させる。

ここで、関節Ｊｉに対応した第１人工筋肉を構成する２つの液圧アクチュエータＭが発生する収縮力と、関節Ｊｉに対応した第２人工筋肉を構成する２つの液圧アクチュエータＭが発生する収縮力との双方が最大収縮力Ｆｍａｘである場合、関節Ｊｉの剛性Ｒ（ｉ）の最大値Ｒｍａｘは、Ｒｍａｘ＝２×Ｆｍａｘとなる。このため、本実施形態において、収縮力Ｆｃｇ（ｉ）は、Ｆｃｍ（ｉ）＜Ｆｃｇ（ｉ）≦２×Ｆｍａｘを満たすように予め定められる。これにより、ステップＳ８３４５にて比較的大きい収縮力Ｆｃｇ（ｉ）を各関節Ｊｉの第１収縮力Ｆｃ１（ｉ）に設定することで、ハンド部４により把持された把持対象を持ち上げたり、載置位置に向けて下降させたりする際にロボットアーム２が振動するのを良好に吸収することが可能となる。

一方、ハンド部４が載置位置の概ね真上に位置していないと判定した場合（ステップＳ８３２５：ＮＯ）、収縮力設定部１１６は、図１４に示すように、その時点でのハンド部４の目標加速度を取得し（ステップＳ８３５０）、当該目標加速度に基づいてハンド部４が加速または減速するか否かを判定する（ステップＳ８３６０）。ハンド部４が等速で移動すると判定した場合（ステップＳ８３６０：ＮＯ）、収縮力設定部１１６は、上述の中程度の収縮力Ｆｃｍ（ｉ）を第１収縮力Ｆｃ１（ｉ）に設定し（ステップＳ８３７５）、ステップＳ８３０Ｂの処理を終了させる。

また、収縮力設定部１１６は、ハンド部４が加速または減速すると判定した場合（ステップＳ８３６０：ＹＥＳ）、更に、ステップＳ８３５０にて取得した目標加速度からハンド部４が加速するか否かを判定する（ステップＳ８３７０）。ハンド部４が加速すると判定した場合（ステップＳ８３７０：ＹＥＳ）、収縮力設定部１１６は、上述の比較的小さい収縮力Ｆｃｓ（ｉ）を第１収縮力Ｆｃ１（ｉ）に設定し（ステップＳ８３８０）、ステップＳ８３０Ｂの処理を終了させる。これにより、把持対象を把持したハンド部４が加速する際に、関節Ｊｉの剛性を低下させて各液圧アクチュエータＭの収縮力（トルク）を充分に確保することが可能となる。

更に、ハンド部４が減速すると判定した場合（ステップＳ８３７０：ＮＯ）、収縮力設定部１１６は、上述の比較的大きい収縮力Ｆｃｇ（ｉ）を第１収縮力Ｆｃ１（ｉ）に設定し（ステップＳ８３９０）、ステップＳ８３０Ｂの処理を終了させる。これにより、把持対象を把持したハンド部４が減速する際に、関節Ｊｉの剛性を高くして、ロボットアーム２が振動するのを良好に吸収することが可能となる。

また、収縮力設定部１１６は、人感フラグがオンされていると判定した場合（ステップＳ８３０５：ＮＯ）、上述の比較的小さい収縮力Ｆｃｓ（ｉ）を第１収縮力Ｆｃ１（ｉ）に設定し（ステップＳ８３４０）、ステップＳ８３０Ｂの処理を終了させる。これにより、関節Ｊｉの剛性を低下させることができるので、ロボット装置１の作動中に万が一人がロボットアーム２やハンド部４に接触したとしても、人が接触後に受ける力を良好に緩和することが可能となる。

上述のように、制御装置１００Ｂは、関節Ｊｉを介して連結された２つのアーム３等を相対的に回動させるための目標トルクＴｔａｇ（ｉ）を設定する目標トルク設定部１０５と、収縮力設定部１１６とを含む。収縮力設定部１１６は、関節Ｊｉに対応した上記一側および他側の人工筋肉ＡＭ１，ＡＭ２の一方である第１人工筋肉を構成する２つの液圧アクチュエータＭに発生させる第１収縮力Ｆｃ１（ｉ）を設定する（図１２のステップＳ８３０Ｂ，図１３および図１４のステップＳ８３００－Ｓ８３９０）。更に、制御装置１００Ｂは、目標トルクＴｔａｇ（ｉ）と第１収縮力Ｆｃ１（ｉ）とに基づいて上記一側および他側の人工筋肉ＡＭ１，ＡＭ２の他方である第２人工筋肉を構成する２つの液圧アクチュエータＭに発生させる第２収縮力Ｆｃ２（ｉ）を設定し（図１２のステップＳ８４０Ｂ）、第１人工筋肉を構成する２つの液圧アクチュエータＭが第１収縮力Ｆｃ１（ｉ）を発生すると共に、第２人工筋肉を構成する２つの液圧アクチュエータＭが第２収縮力Ｆｃ２（ｉ）を発生するように液体供給装置１０を制御する（図６のステップＳ９０－Ｓ１００）。

すなわち、２つのアーム３等を相対的に回動させるための目標トルクＴｔａｇ（ｉ）と、第１人工筋肉に発生させる第１収縮力Ｆｃ１（ｉ）とが定まれば、当該目標トルクＴｔａｇ（ｉ）と第１収縮力Ｆｃ１（ｉ）とから第２人工筋肉に発生させる第２収縮力Ｆｃ２（ｉ）を定めることができる。そして、第１収縮力Ｆｃ１（ｉ）を小さくすると共に第２収縮力Ｆｃ２（ｉ）を大きくすることで、関節Ｊｉの剛性Ｒ（ｉ）の増加を抑えつつ要求に応じた力を出力するように第１および第２人工筋肉を構成する液圧アクチュエータＭを応答性よく高精度に作動させることが可能となる。更に、第１収縮力Ｆｃ１（ｉ）を大きくすることで、目標トルクＴｔａｇ（ｉ）に応じて第２収縮力Ｆｃ２（ｉ）も大きくなるので、関節Ｊｉの剛性Ｒ（ｉ）を高くしてロボット装置１の動作を安定化させることができる。この結果、関節Ｊｉを介して連結された２つのアーム３等と、作動油の供給を受けて当該２つのリンクを相対的に回動させる一対の第１および第２人工筋肉としての複数の液圧アクチュエータＭとを含むロボット装置１を応答性よく安定に作動させることが可能となる。

更に、制御装置１００Ｂの収縮力設定部１１６は、少なくともロボット装置１すなわちハンド部４の目標位置に基づいて、関節Ｊ１－Ｊ３ごとに、関節Ｊｉに対応した第１人工筋肉を構成する２つの液圧アクチュエータＭに発生させる第１収縮力Ｆｃ１（ｉ）を設定する。これにより、２つのアーム３等を相対的に回動させるのに大きなトルクが要求される位置では、第１収縮力Ｆｃ１（ｉ）を小さくすると共に第２収縮力Ｆｃ２（ｉ）を大きくすることで、関節Ｊｉの剛性Ｒ（ｉ）の増加を抑えることが可能となる。更に、２つのアーム３等を相対的に回動させるのに大きなトルクが要求されない位置では、第１収縮力Ｆｃ１（ｉ）を大きくすることで、関節Ｊｉの剛性Ｒ（ｉ）を高くすることができる。

また、収縮力設定部１１６は、ロボット装置１のハンド部４を把持対象や当該把持対象の載置位置（対象）まで移動させる際に、ロボット装置１と把持対象等との位置関係に応じて第１収縮力Ｆｃ１（ｉ）を変化させる（ステップＳ８３００－Ｓ８３９０）。これにより、ロボット装置１を応答性よく安定に作動させてハンド部４を把持対象等に向けて移動させることが可能となる。

更に、収縮力設定部１１６は、ロボット装置１の一部であるハンド部４が把持対象に接触する前に第１収縮力Ｆｃ１（ｉ）を低下させると共に（ステップＳ８３１５、Ｓ８３４０）、ハンド部４により把持されて実質的にロボット装置１の一部となっている把持対象が載置面に接触する前に第１収縮力Ｆｃ１（ｉ）を低下させる（ステップＳ８３１５、Ｓ８３４０）。これにより、第１収縮力Ｆｃ１（ｉ）の低下に応じて各関節Ｊｉの剛性を低下させることができるので、ロボット装置１のハンド部４等が把持対象等に接触する際の衝撃を各関節Ｊｉにより良好に吸収することが可能となる。

また、収縮力設定部１１６は、ロボット装置１のハンド部４の移動速度や加速度に応じて第１収縮力Ｆｃ１（ｉ）を変化させる（ステップＳ８３５０－Ｓ８３９０）。これにより、第１収縮力Ｆｃ１（ｉ）を小さくすると共に第２収縮力Ｆｃ２（ｉ）を大きくしてロボット装置１のハンド部４の加速や高速移動を許容したり、ロボット装置１のハンド部４が減速あるいは低速移動する際に各関節Ｊｉの剛性Ｒ（ｉ）を高めて振動の発生を抑制したりすることが可能となる。

更に、収縮力設定部１１６は、ロボット装置１の周囲（例えばロボット装置１が配置される室内あるいは柵の内側といったロボットアーム２の動作範囲を含む領域）に人がいる場合、第１収縮力Ｆｃ１（ｉ）を小さくする（ステップＳ８３０５，Ｓ８３４０）。これにより、各関節Ｊｉの剛性Ｒ（ｉ）を低下させることができるので、万が一人がロボット装置１に接触したとしても、人が接触後に受ける力を良好に緩和することが可能となる。

また、制御装置１００Ｂは、収縮力設定部１１６、収縮率設定部１０７Ｂおよび収縮力算出部１０８Ｂを含む目標圧力設定部１１０Ｂと、電流指令値設定部１１１とを含む。収縮率設定部１０７Ｂは、関節Ｊｉの関節角度θｉに基づいて第１および第２人工筋肉を構成する液圧アクチュエータＭの収縮率Ｃｒ１（ｉ），Ｃｒ２（ｉ）を設定する（ステップＳ８３５）。収縮力算出部１０８Ｂは、目標トルクＴｔａｇ（ｉ）と第１収縮力Ｆｃ１（ｉ）とに基づいて第２収縮力Ｆｃ２（ｉ）を算出する（ステップＳ８４０）。目標圧力設定部１１０Ｂは、第１収縮率Ｃｒ１（ｉ）と第１収縮力Ｆｃ１（ｉ）とに基づいて第１人工筋肉を構成する液圧アクチュエータＭに供給される作動油の目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ）を設定すると共に、第２収縮率Ｃｒ２（ｉ）と第２収縮力Ｆｃ２（ｉ）とに基づいて第２人工筋肉を構成する液圧アクチュエータＭに供給される作動油の目標圧力Ｐｔａｇ２（ｉ）を設定する（ステップＳ８４５Ｂ）。更に、電流指令値設定部１１１は、目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ）およびＰｔａｇ２（ｉ）に基づいて液体供給装置１０の第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２への電流指令値を設定する（図６のステップＳ９０）。これにより、第１または第２収縮力Ｆｃ１（ｉ），Ｆｃ２（ｉ）を出力するように第１および第２人工筋肉を構成する液圧アクチュエータＭを応答性よく高精度に作動させることが可能となる。なお、収縮率Ｃｒ１（ｉ），Ｃｒ２（ｉ）は、ロボット装置１のハンド部４の目標位置に応じた各関節Ｊｉの目標角度に基づいて設定されてもよい。

また、図１１に示すように、制御装置１００Ｂからは、目標剛性設定部が省略されているが、これに限られるものではない。すなわち、制御装置１００Ｂに制御装置１００の目標剛性設定部１０６と同様の目標剛性設定部が設けられてもよく、目標圧力設定部１１０Ｂの収縮力算出部１０８Ｂは、関節Ｊｉの剛性が当該目標剛性設定部により設定される目標剛性Ｒ（ｉ）になるように第１および第２収縮力Ｆｃ１（ｉ），Ｆｃ２（ｉ）を補正するものであってもよい。これにより、関節Ｊｉの剛性を要求に応じた値に維持しつつ、第１および第２人工筋肉に目標トルクＴｔａｇ（ｉ）に応じた力を発生させることが可能となる。この場合、上述のように、｜Ｔｔａｇ（ｉ）｜＝｜ｒ（Ｆｃ１（ｉ）－Ｆｃ２（ｉ））｜という関係と、Ｒ（ｉ）＝Ｆｃ１（ｉ）＋Ｆｃ２（ｉ）という関係とが成立することから、目標圧力設定部１１０Ｂ（収縮力算出部１０８Ｂ）は、第１収縮力Ｆｃ１（ｉ）と第２収縮力Ｆｃ２（ｉ）との差を維持（変わらないように）しつつ、Ｒ（ｉ）＝Ｆｃ１（ｉ）＋Ｆｃ２（ｉ）を満たす同一の補正量を第１および第２収縮力Ｆｃ１（ｉ），Ｆｃ２（ｉ）に加算または減算するように構成されればよい。

図１５は、ロボット装置１に適用可能な他の制御装置１００Ｃを示すブロック図である。なお、制御装置１００Ｃの構成要素のうち、上述の制御装置１００等と同一の要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１５に示す制御装置１００Ｃも、それぞれコンピュータのＣＰＵやＲＯＭ，ＲＡＭといったハードウェアと、当該コンピュータにインストールされた制御プログラムといったソフトウェアとの少なくとも何れか一方により構築される。同図に示すように、制御装置１００Ｃは、上記制御装置１００等と同様に、目標位置設定部１０１、現在位置導出部１０２、目標トルク設定部１０５（トルク演算部１０３および重力補償部１０４）、電流指令値設定部１１１，およびバルブ駆動部１１２を含む。また、制御装置１００Ｃは、第１目標圧力設定部１２１、収縮率設定部１０７Ｃ、収縮力導出部１０８Ｃおよび第２目標圧力設定部１２２を含む目標圧力設定部１１０Ｃを含む。

目標圧力設定部１１０Ｃの第１目標圧力設定部１２１は、関節Ｊ１－Ｊ３ごとに、上記一側の人工筋肉ＡＭ１と上記他側の人工筋肉ＡＭ２とのうちの一方を第１人工筋肉として定めると共に、他方を第２人工筋肉として定める。更に、第１目標圧力設定部１２１は、関節Ｊ１－Ｊ３ごとに、予め定められた一定の圧力を第１人工筋肉を構成する２つの液圧アクチュエータＭに供給される油圧の目標値である第１目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ）に設定する。目標圧力設定部１１０Ｃの収縮率設定部１０７Ｃは、関節Ｊ１－Ｊ３ごとに、ハンド部４の現在位置に応じた関節Ｊｉの関節角度θｉに基づいて、第１人工筋肉を構成する２つの液圧アクチュエータＭの収縮率Ｃｒ１（ｉ）と、第２人工筋肉を構成する２つの液圧アクチュエータＭの収縮率Ｃｒ２（ｉ）とを設定する。

目標圧力設定部１１０Ｃの収縮力導出部１０８Ｃは、関節Ｊ１－Ｊ３ごとに、人工筋肉としての液圧アクチュエータＭの静特性から、第１目標圧力設定部１２１により設定された第１目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ）と収縮率設定部１０７Ｃにより設定された収縮率Ｃｒ１（ｉ）とに対応した第１収縮力Ｆｃ１（ｉ）を導出する。第１収縮力Ｆｃ１（ｉ）は、第１人工筋肉を構成する２つの液圧アクチュエータＭのチューブＴの収縮により発生させる収縮力である。更に、収縮力導出部１０８Ｃは、関節Ｊ１－Ｊ３ごとに、導出した収縮力Ｆｃ１（ｉ）と、目標トルク設定部１０５により設定された目標トルクＴｔａｇ（ｉ）とから、第２人工筋肉を構成する２つの液圧アクチュエータＭのチューブＴの収縮により発生させる第２収縮力Ｆｃ２（ｉ）を算出する。目標圧力設定部１１０Ｃの第２目標圧力設定部１２２は、関節Ｊ１－Ｊ３ごとに、上記液圧アクチュエータＭの静特性から収縮率設定部１０７Ｃにより設定された収縮率Ｃｒ２（ｉ）と収縮力導出部１０８Ｃにより算出された第２収縮力Ｆｃ２（ｉ）とに対応した圧力を導出して第２人工筋肉を構成する２つの液圧アクチュエータＭの第２目標圧力Ｐｔａｇ２（ｉ）に設定する。

制御装置１００Ｃは、ロボットアーム２の作動開始に先立って（ハンド部４の移動開始前に）、制御装置１００等と同様に、図５のルーチンを実行してハンド部４の最終的な目標到達位置（ｘ_r，ｙ_r，ｚ_r）と、初期位置から目標到達位置（ｘ_r，ｙ_r，ｚ_r）までのハンド部４の目標軌道とを設定する。目標到達位置および目標軌道を設定した後、制御装置１００Ｃは、ユーザによる実行指示に応じて、図６のロボットアーム制御ルーチンを所定時間（例えば１０ｍｓ程度）おきに繰り返し実行する。制御装置１００Ｃは、ステップＳ１０－Ｓ７０の処理を実行した後、ステップＳ８０において、図１６に示す手順に従って複数の液圧アクチュエータＭの目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ）およびＰｔａｇ２（ｉ）を設定する。

図１６は、制御装置１００Ｃの目標圧力設定部１１０Ｃによる目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ）およびＰｔａｇ２（ｉ）の設定手順を例示するフローチャートである。同図に示すように、目標圧力設定部１１０Ｃは、まず、変数ｉすなわち関節の番号を値１に設定する（ステップＳ８００Ｃ）。次いで、目標圧力設定部１１０Ｃの第１目標圧力設定部１２１および収縮力導出部１０８Ｃは、目標トルク設定部１０５により設定された関節Ｊｉについての目標トルクＴｔａｇ（ｉ）を取得し、目標圧力設定部１１０Ｃの収縮率設定部１０７Ｃは、対応する関節角度センサ７により検出された関節Ｊｉの現在の関節角度θｉを取得する（ステップＳ８０５Ｃ）。ステップＳ８０５Ｃの処理の後、目標圧力設定部１１０Ｃの第１目標圧力設定部１２１は、取得した目標トルクＴｔａｇ（ｉ）が予め定められた比較的大きい閾値（所定値）Ｔｒｅｆ以上であるか否かを判定する（ステップＳ８１０Ｃ）。

目標トルクＴｔａｇ（ｉ）が閾値Ｔｒｅｆ以上であると判定した場合（ステップＳ８１０Ｃ：ＹＥＳ）、第１目標圧力設定部１２１は、ステップＳ８０５Ｃにて取得した目標トルクＴｔａｇ（ｉ）の大きさと向きとから、関節Ｊｉに対応した上記一側の人工筋肉ＡＭ１と上記他側の人工筋肉ＡＭ２とのうちの要求される収縮力が大きくなる一方を特定する（ステップＳ８２０Ｃ）。また、ステップＳ８２０Ｃにおいて、第１目標圧力設定部１２１は、人工筋肉ＡＭ１およびＡＭ２のうち、収縮力が小さくなる一方を上記第１人工筋肉として定めると共に、他方を上記第２人工筋肉として定める。更に、第１目標圧力設定部１２１は、関節Ｊｉについて予め定められた最大圧力Ｐｍａｘ（ｉ）を当該関節Ｊｉに対応した第１人工筋肉を構成する２つの液圧アクチュエータＭの第１目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ）に設定する（ステップＳ８３０Ｃ）。最大圧力Ｐｍａｘ（ｉ）は、関節Ｊｉに対応した液圧アクチュエータＭの常用最大圧または当該常用最大圧に近い一定の圧力である。

一方、目標トルクＴｔａｇ（ｉ）が閾値Ｔｒｅｆ未満であると判定した場合（ステップＳ８１０Ｃ：ＮＯ）、第１目標圧力設定部１２１は、ステップＳ８０５Ｃにて取得した目標トルクＴｔａｇ（ｉ）の向きと関節Ｊｉの構造とから、関節Ｊｉに対応した上記一側および他側の人工筋肉ＡＭ１，ＡＭ２のうち、目標トルクＴｔａｇ（ｉ）に応じた駆動力が関節Ｊｉを介して連結される２つのアーム３等に作用した際に当該駆動力に対する反力を出力する一方を上記第１人工筋肉として定めると共に、他方を上記第２人工筋肉として定める（ステップＳ８２５Ｃ）。更に、第１目標圧力設定部１２１は、関節Ｊｉについて予め定められた最小圧力Ｐｍｉｎ（ｉ）を当該関節Ｊｉに対応した第１人工筋肉を構成する２つの液圧アクチュエータＭの第１目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ）に設定する（ステップＳ８３５Ｃ）。最小圧力Ｐｍｉｎ（ｉ）としては、すべての液圧アクチュエータＭを直ちに制御可能にする圧力、すべての液圧アクチュエータＭに作動油が供給されるときのポンプ１３による供給圧を上回らないように設定された圧力、および関節Ｊｉの剛性を許容最小値にする圧力の何れかを用いることができる。

ステップＳ８３０ＣまたはＳ８３５Ｃの処理の後、目標圧力設定部１１０Ｃの収縮率設定部１０７Ｃは、ステップＳ８０５Ｃにて取得した関節Ｊｉの関節角度θｉやロボットアーム２（ロボット装置１）の諸元（アーム３の寸法等）等に基づいて、関節Ｊｉに対応した第１人工筋肉を構成する２つの液圧アクチュエータＭの収縮率Ｃｒ１（ｉ）と、関節Ｊｉに対応した第２人工筋肉を構成する２つの液圧アクチュエータＭの収縮率Ｃｒ２（ｉ）とを設定する（ステップＳ８４０Ｃ）。続いて、目標圧力設定部１１０Ｃの収縮力導出部１０８Ｃは、図９に示す目標圧力設定マップから、第１目標圧力設定部１２１により設定された第１目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ）と収縮率設定部１０７Ｃにより設定された第１人工筋肉を構成する２つの液圧アクチュエータＭの収縮率Ｃｒ１（ｉ）とに対応した第１収縮力Ｆｃ１（ｉ）を適宜線形補間を行いながら導出する（ステップＳ８４５Ｃ）。

更に、収縮力導出部１０８Ｃは、ステップＳ８０５Ｃにて取得した目標トルクＴｔａｇ（ｉ）とステップＳ８４５Ｃにて導出した第１収縮力Ｆｃ１（ｉ）とから、関節Ｊｉに対応した第２人工筋肉を構成する２つの液圧アクチュエータＭに発生させる第２収縮力Ｆｃ２（ｉ）を算出する（ステップＳ８５０Ｃ）。また、目標圧力設定部１１０Ｃの第２目標圧力設定部１２２は、図９の目標圧力設定マップから上記収縮率Ｃｒ２（ｉ）と収縮力導出部１０８Ｃにより算出された第２収縮力Ｆｃ２（ｉ）とに対応した圧力を導出して上記第２人工筋肉を構成する２つの液圧アクチュエータＭの目標圧力Ｐｔａｇ２（ｉ）に設定する（ステップＳ８５５Ｃ）。これにより、ロボットアーム２への要求に応じて目標圧力Ｐｔａｇ２（ｉ）を精度よく設定することが可能となる。

ステップＳ８５５Ｃにて第２目標圧力Ｐｔａｇ２（ｉ）が設定されると、目標圧力設定部１１０Ｃは、変数ｉをインクリメントし（ステップＳ８６０Ｃ）、変数ｉが値Ｎ＋１以上（ここでは、Ｎ＝３）であるか否かを判定する（ステップＳ８６５Ｃ）。目標圧力設定部１１０Ｃは、変数ｉが値Ｎ＋１未満であると判定した場合（ステップＳ８６５Ｃ：ＮＯ）、上記ステップＳ８０５－Ｓ８６５の処理を再度実行する。目標圧力設定部１１０Ｃにより変数ｉが値Ｎ＋１以上であると判定されると（ステップＳ８６５Ｃ：ＹＥＳ）、各液圧アクチュエータＭの目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ），Ｐｔａｇ２（ｉ）の設定が完了し、図６のステップＳ９０およびＳ１００の処理が実行される。

上述のように、制御装置１００Ｃは、関節Ｊｉを介して連結された２つのアーム３等を相対的に回動させるための目標トルクＴｔａｇ（ｉ）を設定する目標トルク設定部１０５と、第１目標圧力設定部１２１と、第２目標圧力設定部１２２とを含む。第１目標圧力設定部１２１は、ロボット装置１に対する要求すなわち目標トルクＴｔａｇ（ｉ）に応じて、予め定められた一定の圧力である最大圧力Ｐｍａｘ（ｉ）または最小圧力Ｐｍｉｎ（ｉ）を関節Ｊｉに対応した上記一側または他側の人工筋肉ＡＭ１，ＡＭ２である第１人工筋肉を構成する２つの液圧アクチュエータＭの第１目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ）を設定する（図１６のステップＳ８０５Ｃ－Ｓ８３５Ｃ）。また、第２目標圧力設定部１２２は、目標トルクＴｔａｇ（ｉ）と第１目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ）とに基づいて、関節Ｊｉに対応した上記他側または一側の人工筋肉ＡＭ１，ＡＭ２である第２人工筋肉を構成する２つの液圧アクチュエータＭの第２目標圧力Ｐｔａｇ２（ｉ）を設定する（図１６のステップＳ８４０Ｃ－Ｓ８６０Ｃ）。そして、制御装置１００Ｃは、第１人工筋肉を構成する２つの液圧アクチュエータＭに供給される油圧が第１目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ）になると共に、第２人工筋肉を構成する２つの液圧アクチュエータＭに供給される油圧が第２目標圧力Ｐｔａｇ２（ｉ）になるように液体供給装置１０を制御する（図６のステップＳ９０－Ｓ１００）。

すなわち、制御装置１００Ｃにより制御されるロボット装置１では、第１人工筋肉を構成する液圧アクチュエータＭの第１目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ）が一定の圧力に固定された状態で、第２人工筋肉を構成する液圧アクチュエータＭの第２目標圧力Ｐｔａｇ２（ｉ）が調整される。これにより、第１人工筋肉に供給される油圧の制御（フィードバックループ）と、第２人工筋肉に供給される油圧の制御（フィードバックループ）との干渉を無くすことが可能となり、振動モードの励起を抑制しつつ、第１および第２人工筋肉を構成する液圧アクチュエータＭに供給される油圧を第１または第２目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ），Ｐｔａｇ２（ｉ）に速やかに追従させることができる。この結果、関節Ｊｉを介して連結された２つのアーム３等と、作動油の供給を受けて当該２つのリンクを相対的に回動させる一対の第１および第２人工筋肉としての複数の液圧アクチュエータＭとを含むロボット装置１を応答性よく安定に作動させることが可能となる。加えて、ハンド部４の目標位置と現在位置とに基づく目標トルクＴｔａｇ（ｉ）、より詳細には、目標トルクＴｔａｇ（ｉ）に基づく目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ）およびＰｔａｇ２（ｉ）に基づいて液体供給装置１０を制御することで、人工筋肉としての各液圧アクチュエータＭに供給される油圧を検出するセンサを用いることなく、各液圧アクチュエータＭを要求に対して応答性よく高精度に作動させることが可能となる。

また、第１目標圧力設定部１２１は、目標トルクＴｔａｇ（ｉ）が閾値（所定値）Ｔｒｅｆ未満である場合（ステップＳ８１０Ｃ：ＮＯ）、関節Ｊｉに対応した上記一側および他側の人工筋肉ＡＭ１，ＡＭ２のうちの目標トルクＴｔａｇ（ｉ）に応じた駆動力が関節Ｊｉを介して連結される２つのアーム３等に作用した際に当該駆動力に対する反力を出力する一方を上記第１人工筋肉として定め（ステップＳ８２５Ｃ）、上記最小圧力Ｐｍｉｎ（ｉ）を第１目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ）に設定する（ステップＳ８３５Ｃ）。これにより、一対の第１および第２人工筋肉ＡＭ１，ＡＭ２を構成する複数の液圧アクチュエータＭによって２つのアーム３等を要求に対して応答性よく高精度に回動させることが可能となる。なお、最小圧力Ｐｍｉｎ（ｉ）は、常時固定される必要なく、ロボット装置１（ロボットアーム２）の状態に応じて、例えば、すべての液圧アクチュエータＭを直ちに制御可能にする圧力と、すべての液圧アクチュエータＭに作動油が供給されるときのポンプ１３による供給圧を上回らないように設定された圧力と、関節Ｊｉの剛性を許容最小値にする圧力とが選択的に用いられてもよい。

更に、第１目標圧力設定部１２１は、目標トルクＴｔａｇ（ｉ）が閾値Ｔｒｅｆ以上である場合（ステップＳ８１０Ｃ：ＹＥＳ）、目標トルクＴｔａｇ（ｉ）の大きさと向きとから関節Ｊｉに対応した上記一側および他側の人工筋肉ＡＭ１，ＡＭ２のうちの要求される収縮力が大きくなる一方を第１人工筋肉として定める（ステップＳ８２０Ｃ）。この場合、第１目標圧力設定部１２１は、常用最大圧または常用最大圧に近い一定の圧力である最大圧力Ｐｍａｘ（ｉ）を第１目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ）に設定する（ステップＳ８３０Ｃ）。すなわち、目標トルクＴｔａｇ（ｉ）が閾値Ｔｒｅｆ以上である場合には、要求される収縮力Ｆｃ１（ｉ）またはＦｃ２（ｉ）が大きくなる液圧アクチュエータＭの第１または第２目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ），Ｐｔａｇ２（ｉ）が一定の圧力に固定された状態で、第２または第１目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ），Ｐｔａｇ２（ｉ）が調整される。これにより、２つのアーム３等を相対的に回動させるのに大きな関節トルクＴｊ（ｉ）が要求されたときに、第１人工筋肉を構成する液圧アクチュエータＭおよび第２人工筋肉を構成する液圧アクチュエータＭの双方に供給される油圧の変動を抑えて２つのアーム３等の挙動の乱れ（振動）を抑制しつつ、一対の第１および第２人工筋肉を構成する液圧アクチュエータＭによって２つのアーム３等を要求に応じて速やかに回動させることが可能となる。なお、ロボット装置１において、目標トルクＴｔａｇ（ｉ）の大きさに拘わらず、上記一側および他側の人工筋肉ＡＭ１，ＡＭ２のうちの要求される収縮力が大きくなる一方が第１人工筋肉として定められてもよい。

また、制御装置１００Ｃの目標圧力設定部１１０Ｃは、第１および第２目標圧力設定部１２１，１２２に加えて、収縮率設定部１０７Ｃおよび収縮力導出部１０８Ｃを含む。収縮率設定部１０７Ｃは、関節Ｊｉに対応した第１人工筋肉を構成する２つの液圧アクチュエータＭの収縮率Ｃｒ１（ｉ）と、関節Ｊｉに対応した第２人工筋肉を構成する２つの液圧アクチュエータＭの収縮率Ｃｒ２（ｉ）とを設定する（ステップＳ８４０Ｃ）。更に、収縮力導出部１０８Ｃは、第１目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ）と収縮率Ｃｒ１（ｉ）とに基づいて、第１人工筋肉を構成する２つの液圧アクチュエータＭに発生させる第１収縮力Ｆｃ１（ｉ）を導出すると共に（ステップＳ８４５Ｃ）、目標トルクＴｔａｇ（ｉ）と第１収縮力Ｆｃ１（ｉ）とから第２人工筋肉を構成する２つの液圧アクチュエータＭに発生させる第２収縮力Ｆｃ２（ｉ）を算出する（ステップＳ８５０Ｃ）。また、第２目標圧力設定部１２２は、収縮率Ｃｒ２（ｉ）と第２収縮力Ｆｃ２（ｉ）とに基づいて第２目標圧力Ｐｔａｇ２（ｉ）を設定する（ステップＳ８５５Ｃ）。これにより、目標トルクＴｔａｇ（ｉ）と第１目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ)とから第２人工筋肉の第２目標圧力Ｐｔａｇ２（ｉ）を適正に設定することが可能となる。なお、収縮率Ｃｒ１（ｉ），Ｃｒ２（ｉ）は、ロボット装置１のハンド部４の目標位置に応じた各関節Ｊｉの目標角度に基づいて設定されてもよい。

更に、図１５に示すように、制御装置１００Ｃからは、目標剛性設定部が省略されているが、これに限られるものではない。すなわち、制御装置１００Ｃに制御装置１００の目標剛性設定部１０６と同様の目標剛性設定部が設けられてもよく、目標圧力設定部１１０Ｃの収縮力導出部１０８Ｃは、関節Ｊｉの剛性が当該目標剛性設定部により設定される目標剛性Ｒ（ｉ）になるように第１および第２収縮力Ｆｃ１（ｉ），Ｆｃ２（ｉ）を補正するものであってもよい。これにより、関節Ｊｉの剛性を要求に応じた値に維持しつつ、第１および第２人工筋肉に目標トルクＴｔａｇ（ｉ）に応じた力を発生させることが可能となる。この場合も、目標圧力設定部１１０Ｃ（収縮力導出部１０８Ｃ）は、第１収縮力Ｆｃ１（ｉ）と第２収縮力Ｆｃ２（ｉ）との差を維持（変わらないように）しつつ、Ｒ（ｉ）＝Ｆｃ１（ｉ）＋Ｆｃ２（ｉ）を満たす同一の補正量を第１および第２収縮力Ｆｃ１（ｉ），Ｆｃ２（ｉ）に加算または減算するように構成されればよい。

図１７は、ロボット装置１に適用可能な他の制御装置１００Ｄを示すブロック図である。なお、制御装置１００Ｄの構成要素のうち、上述の制御装置１００等と同一の要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１７に示す制御装置１００Ｄも、それぞれコンピュータのＣＰＵやＲＯＭ，ＲＡＭといったハードウェアと、当該コンピュータにインストールされた制御プログラムといったソフトウェアとの少なくとも何れか一方により構築される。同図に示すように、制御装置１００Ｄは、上記制御装置１００等と同様に、目標位置設定部１０１、現在位置導出部１０２、目標トルク設定部１０５（トルク演算部１０３および重力補償部１０４）、目標剛性設定部１０６、およびバルブ駆動部１１２を含む。また、制御装置１００Ｄは、収縮率設定部１０７、収縮力算出部１０８および上記制御装置１００のものとは異なる目標圧力導出部１０９Ｄを含む目標圧力設定部１１０Ｄと、上記制御装置１００のものとは異なる電流指令値設定部１１１Ｄと、容積推定部１１８と、流量推定部１１９とを含む。

目標圧力設定部１１０Ｄの収縮率設定部１０７は、関節Ｊ１－Ｊ３ごとに、ハンド部４の現在位置に応じた関節Ｊｉの関節角度θｉに基づいて、当該関節Ｊｉに対応した一側の人工筋肉ＡＭ１を構成する各液圧アクチュエータＭの収縮率Ｃｒ１（ｉ）と、関節Ｊｉに対応した他側の人工筋肉ＡＭ２を構成する各液圧アクチュエータＭの収縮率Ｃｒ２（ｉ）とを設定する。また、目標圧力設定部１１０Ｄの収縮力算出部１０８は、関節Ｊ１－Ｊ３ごとに、目標トルク設定部１０５により設定された目標トルクＴｔａｇ（ｉ）と、目標剛性設定部１０６により設定された目標剛性Ｒ（ｉ）とに基づいて、一側の人工筋肉ＡＭ１を構成する各液圧アクチュエータＭに要求される収縮力Ｆｃ１（ｉ）と、関節Ｊｉに対応した他側の人工筋肉ＡＭ２を構成する各液圧アクチュエータＭに要求される収縮力Ｆｃ２（ｉ）とを算出する。目標圧力導出部１０９Ｄは、収縮率Ｃｒ１（ｉ），Ｃｒ２（ｉ）および収縮力Ｆｃ１（ｉ），Ｆｃ２（ｉ）に基づいて、各液圧アクチュエータＭに要求される力を示す目標トルクＴｔａｇ（ｉ）に応じた目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ），Ｐｔａｇ２（ｉ）を、チューブＴが軸方向に収縮するときと、チューブＴが軸方向に伸長するときとで変化させるように構成されている。

容積推定部１１８は、関節Ｊ１－Ｊ３ごとに、目標圧力設定部１１０（目標圧力導出部１０９）により設定（導出）された目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ）の前回値と、収縮率設定部１０７により設定された収縮率Ｃｒ１（ｉ）とに基づいて関節Ｊｉに対応した一側の人工筋肉ＡＭ１を構成する各液圧アクチュエータＭのチューブＴの容積Ｖ１（ｉ）を推定（導出）する。また、容積推定部１１８は、関節Ｊ１－Ｊ３ごとに、目標圧力設定部１１０（目標圧力導出部１０９）により設定（導出）された目標圧力Ｐｔａｇ２（ｉ）の前回値と、収縮率設定部１０７により設定された収縮率Ｃｒ２（ｉ）とに基づいて関節Ｊｉに対応した他側の人工筋肉ＡＭ２を構成する各液圧アクチュエータＭのチューブＴの容積Ｖ２（ｉ）を推定（導出）する。

流量推定部１１９は、関節Ｊ１－Ｊ３ごとに、容積推定部１１８により推定（導出）された容積Ｖ１（ｉ）の前回値と今回値とに基づいて関節Ｊｉに対応した一側の人工筋肉ＡＭ１を構成する各液圧アクチュエータＭのチューブＴに供給される作動油の流量Ｑ１（ｉ）を推定（算出）する。また、流量推定部１１９は、関節Ｊ１－Ｊ３ごとに、容積推定部１１８により推定（導出）された容積Ｖ２（ｉ）の前回値と今回値とに基づいて関節Ｊｉに対応した他側の人工筋肉ＡＭ２を構成する各液圧アクチュエータＭのチューブＴに供給される作動油の流量Ｑ２（ｉ）を推定（算出）する。

電流指令値設定部１１１は、目標圧力設定部１１０により設定された目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ）と、流量推定部１１９により推定された流量Ｑ１（ｉ）とに基づいて、関節Ｊｉに対応した一側の人工筋肉ＡＭ１を構成する各液圧アクチュエータＭへの油圧を調整する第１リニアソレノイドバルブ１５１（電磁部１５ｅ）に対する電流指令値（目標電流）を設定する。また、電流指令値設定部１１１は、目標圧力設定部１１０により設定された目標圧力Ｐｔａｇ２（ｉ）と、流量推定部１１９により推定された流量Ｑ２（ｉ）とに基づいて、関節Ｊｉに対応した他側の人工筋肉ＡＭ２を構成する各液圧アクチュエータＭへの油圧を調整する第２リニアソレノイドバルブ１５２（電磁部１５ｅ）に対する電流指令値（目標電流）を設定する。

続いて、図１８から図２３を参照しながら、上記制御装置１００Ｄによるロボット装置１の制御手順について説明する。ここでも、ロボット装置１のハンド部４を把持対象まで移動させ、ハンド部４に把持対象を把持させて移送させるケースを例にとってロボット装置１の制御手順について説明する。

制御装置１００Ｄは、ロボットアーム２の作動開始に先立って（ハンド部４の移動開始前に）、制御装置１００と同様に、図５のルーチンを実行してハンド部４の最終的な目標到達位置（ｘ_r，ｙ_r，ｚ_r）と、初期位置から目標到達位置（ｘ_r，ｙ_r，ｚ_r）までのハンド部４の目標軌道とを設定する。目標到達位置および目標軌道を設定した後、制御装置１００Ｄは、ユーザによる実行指示に応じて、図１８に示すロボットアーム制御ルーチンを所定時間（例えば１０ｍｓ程度）おきに繰り返し実行する。図１８のロボットアーム制御ルーチンにおけるステップＳ１０－Ｓ７０の処理は、図６のロボットアーム制御ルーチンにおけるステップＳ１０－Ｓ７０の処理と同一の処理である。

図１８のロボットアーム制御ルーチンの実行が開始され、ステップＳ７０にて各関節Ｊｉについての目標トルクＴｔａｇ（ｉ）が設定されると、制御装置１００Ｄの目標圧力設定部１１０は、関節Ｊ１－Ｊ３ごとに、一側の人工筋肉ＡＭ１を構成する各液圧アクチュエータＭの目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ）と、他側の人工筋肉ＡＭ２を構成する各液圧アクチュエータＭの目標圧力Ｐｔａｇ２（ｉ）とを設定する（ステップＳ８０Ｄ）。図１９は、ステップＳ８０Ｄにおける目標圧力設定部１１０Ｄによる目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ）およびＰｔａｇ２（ｉ）の設定手順を例示するフローチャートである。同図に示すように、目標圧力設定部１１０Ｄは、まず、変数ｉすなわち関節の番号を値１に設定する（ステップＳ８０１）。次いで、目標圧力設定部１１０Ｄの収縮力算出部１０８は、目標トルク設定部１０５により設定された関節Ｊｉについての目標トルクＴｔａｇ（ｉ）と、目標剛性設定部１０６により設定された関節Ｊｉの目標剛性Ｒ（ｉ）とを取得する（ステップＳ８０２）。また、ステップＳ８０２において、目標圧力設定部１１０Ｄの収縮率設定部１０７は、対応する関節角度センサ７により検出された関節Ｊｉの現在の関節角度θｉを取得する。

関節角度θｉを取得した目標圧力設定部１１０Ｄの収縮率設定部１０７は、関節Ｊｉに対応した一側の人工筋肉ＡＭ１を構成する各液圧アクチュエータＭの収縮率Ｃｒ１（ｉ）と、関節Ｊｉに対応した他側の人工筋肉ＡＭ２を構成する各液圧アクチュエータＭの収縮率Ｃｒ２（ｉ）とを算出する（ステップＳ８０３）。ステップＳ８０３において、収縮率設定部１０７は、関節Ｊｉの関節角度θｉや、ロボットアーム２（ロボット装置１）の諸元（アーム３等の寸法）等に基づいて、収縮率Ｃｒ１（ｉ）およびＣｒ２（ｉ）を導出・設定する。

また、目標圧力設定部１１０Ｄの収縮力算出部１０８は、ステップＳ８０２にて取得した目標トルクＴｔａｇ（ｉ）および関節Ｊｉの目標剛性Ｒ（ｉ）に基づいて、関節Ｊｉに対応した一側の人工筋肉ＡＭ１を構成する各液圧アクチュエータＭに要求される収縮力（引張力）Ｆｃ１（ｉ）と、当該関節Ｊｉに対応した他側の人工筋肉ＡＭ２を構成する各液圧アクチュエータＭに要求される収縮力（引張力）Ｆｃ２（ｉ）とを算出する（ステップＳ８０４）。ステップＳ８０４において、収縮力算出部１０８は、目標トルクＴｔａｇ（ｉ）、目標剛性Ｒ（ｉ）、収縮力Ｆｃ１（ｉ）およびＦｃ２（ｉ）についての上記連立方程式を解くことにより、目標トルクＴｔａｇ（ｉ）および関節Ｊｉの目標剛性Ｒ（ｉ）に対応した収縮力Ｆｃ１（ｉ），Ｆｃ２（ｉ）を算出する。

ステップＳ８０４の処理の後、目標圧力設定部１１０Ｄの目標圧力導出部１０９Ｄは、関節Ｊｉに対応した一側の人工筋肉ＡＭ１を構成する各液圧アクチュエータＭの収縮率Ｃｒ１（ｉ）の変化量ΔＣｒ１（ｉ）と、関節Ｊｉに対応した他側の人工筋肉ＡＭ２を構成する各液圧アクチュエータＭの収縮率Ｃｒ２（ｉ）の変化量ΔＣｒ２（ｉ）とを取得する（ステップＳ８０５）。変化量ΔＣｒ１（ｉ）は、ステップＳ８０３にて算出される収縮率Ｃｒ１（ｉ）の今回値と前回値との差（今回値－前回値）を収縮率Ｃｒ１（ｉ）の算出周期すなわち図１８のロボットアーム制御ルーチンの実行周期ｄｔで徐して得られるものである。また、変化量ΔＣｒ２（ｉ）は、ステップＳ８０３にて算出された収縮率Ｃｒ２（ｉ）の今回値と前回値との差（今回値－前回値）を当該実行周期ｄｔで徐して得られるものである。本実施形態において、変化量ΔＣｒ１（ｉ）およびΔＣｒ２（ｉ）は、収縮率設定部１０７により算出され、目標圧力導出部１０９Ｄは、当該収縮率設定部１０７から変化量ΔＣｒ１（ｉ）およびΔＣｒ２（ｉ）を取得する。

更に、目標圧力導出部１０９Ｄは、変化量ΔＣｒ１（ｉ）の符号に基づいて、目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ）を設定するためのマップとして、図２０に一点鎖線で示す第１目標圧力設定マップおよび図２０に二点鎖線で示す第２目標圧力設定マップの一方を選択すると共に、変化量ΔＣｒ２（ｉ）の符号に基づいて、目標圧力Ｐｔａｇ２（ｉ）を設定するためのマップとして第１および第２目標圧力設定マップの一方を選択する（ステップＳ８０６）。ここで、ロボット装置１の各液圧アクチュエータＭは、内部の作動油の圧力上昇に応じて径方向に膨張しながら軸方向に収縮するチューブＴを含む。このため、各液圧アクチュエータＭは、チューブＴ内の油圧および収縮率が同一であっても、当該チューブＴが軸方向に収縮するときと軸方向に伸長するとき（自然長側に戻るとき）とで発生する収縮力が異なるという、いわゆるヒステリシス特性を有する。すなわち、軸方向に収縮するチューブＴに供給される油圧（図２０における一点鎖線参照）と、軸方向に伸長するチューブＴに供給される油圧（図２０における二点鎖線参照）とが同一であり、かつ軸方向に収縮するチューブＴの収縮率と、軸方向に伸長するチューブＴの収縮率とが同一であるときには、軸方向に収縮するチューブＴが発生する収縮力が、軸方向に伸長するチューブＴが発生する収縮力よりも小さくなる。

これを踏まえて、本実施形態では、目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ），Ｐｔａｇ２（ｉ）を設定するための液圧アクチュエータＭの静特性を示すマップとして、第１および第２目標圧力設定マップが予め実験・解析を経て用意されている。第１目標圧力設定マップは、液圧アクチュエータＭのチューブＴに供給される油圧ごとに、軸方向に収縮するチューブＴの収縮率と当該チューブＴが発生する収縮力との関係を規定するものである（図２０における一点鎖線参照）。また、第２目標圧力設定マップは、液圧アクチュエータＭのチューブＴに供給される油圧ごとに、軸方向に伸長するチューブＴの収縮率と当該チューブＴが発生する収縮力との関係を規定するものである（図２０における二点鎖線参照）。図２０からわかるように、第１目標圧力設定マップは、流体アクチュエータＭのヒステリシス特性を考慮して、収縮率および収縮力が同一であるときに、目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ），Ｐｔａｇ２（ｉ）を第２目標圧力設定マップに比べて大きくするように作成される。

ステップＳ８０６において、目標圧力導出部１０９Ｄは、変化量ΔＣｒ１（ｉ）の符号が正である場合、すなわち一側の人工筋肉ＡＭ１を構成する各液圧アクチュエータＭのチューブＴが収縮している場合、第１目標圧力設定マップを選択し、変化量ΔＣｒ１（ｉ）の符号が負である場合、すなわち一側の人工筋肉ＡＭ１を構成する各液圧アクチュエータＭのチューブＴが伸長している場合、第２目標圧力設定マップを選択する。また、ステップＳ８０６において、目標圧力導出部１０９Ｄは、変化量ΔＣｒ２（ｉ）の符号が正である場合、すなわち他側の人工筋肉ＡＭ２を構成する各液圧アクチュエータＭのチューブＴが収縮している場合、第１目標圧力設定マップを選択し、変化量ΔＣｒ２（ｉ）の符号が負である場合、すなわち他側の人工筋肉ＡＭ２を構成する各液圧アクチュエータＭのチューブＴが伸長している場合、第２目標圧力設定マップを選択する。

次いで、目標圧力導出部１０９Ｄは、変化量ΔＣｒ１（ｉ）の符号に応じて選択した第１または第２目標圧力設定マップからステップＳ８０３にて算出された収縮率Ｃｒ１（ｉ）とステップＳ８０４にて算出された収縮力Ｆｃ１（ｉ）とに対応した圧力を適宜線形補間を行いながら導出して関節Ｊｉに対応した一側の人工筋肉ＡＭ１を構成する各液圧アクチュエータＭの目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ）に設定する（ステップＳ８０７）。また、ステップＳ８０７において、目標圧力導出部１０９Ｄは、変化量ΔＣｒ２（ｉ）の符号に応じて選択した第１または第２目標圧力設定マップからステップＳ８０３にて算出された収縮率Ｃｒ１（ｉ）とステップＳ８０４にて算出された収縮力Ｆｃ１（ｉ）とに対応した圧力を適宜線形補間を行いながら導出して関節Ｊｉに対応した他側の人工筋肉ＡＭ２を構成する各液圧アクチュエータＭの目標圧力Ｐｔａｇ２（ｉ）に設定する。このように、上記ヒステリシス特性を考慮しながらチューブＴの収縮率Ｃｒ１（ｉ），Ｃｒ２（ｉ）および収縮力Ｆｃ１（ｉ），Ｆｃ２（ｉ）に対応した圧力を目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ），Ｐｔａｇ２（ｉ）に設定することで、ロボットアーム２への要求に応じて目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ），Ｐｔａｇ２（ｉ）を精度よく設定することが可能となる。

ステップＳ８０７にて目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ）およびＰｔａｇ２（ｉ）が設定されると、目標圧力設定部１１０Ｄは、変数ｉをインクリメントし（ステップＳ８０８）、変数ｉが値Ｎ＋１以上であるか否かを判定する（ステップＳ８０９）。値Ｎは、ロボットアーム２における関節の数を示し、本実施形態では、Ｎ＝３である。目標圧力設定部１１０Ｄは、変数ｉが値Ｎ＋１未満であると判定した場合（ステップＳ８０９：ＮＯ）、上記ステップＳ８０２－Ｓ８０９の処理を再度実行する。また、目標圧力設定部１１０Ｄにより変数ｉが値Ｎ＋１以上であると判定されると（ステップＳ８０９：ＹＥＳ）、各液圧アクチュエータＭの目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ），Ｐｔａｇ２（ｉ）の設定が完了する。

更に、制御装置１００Ｄは、図１８に示すように、目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ），Ｐｔａｇ２（ｉ）の設定後、あるいはステップＳ８０Ｄと一部並行して、関節Ｊ１－Ｊ３ごとに、一側の人工筋肉ＡＭ１を構成する各液圧アクチュエータＭのチューブＴに供給される作動油の流量Ｑ１（ｉ）と、他側の人工筋肉ＡＭ２を構成する各液圧アクチュエータＭのチューブＴに供給される作動油の流量Ｑ２（ｉ）とを推定（導出）する（ステップＳ８５）。図２１は、ステップＳ８５における流量Ｑ１（ｉ），Ｑ２（ｉ）の推定手順を例示するフローチャートである。同図に示すように、制御装置１００Ｄの容積推定部１１８は、流量Ｑ１（ｉ），Ｑ２（ｉ）を推定するために、まず、変数ｉすなわち関節の番号を値１に設定する（ステップＳ８５１）。

ステップＳ８５１の処理の後、容積推定部１１８は、図１８のロボットアーム制御ルーチンの前回実行時に目標圧力設定部１１０Ｄにより設定された関節Ｊｉについての目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ）およびＰｔａｇ２（ｉ）すなわち目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ），Ｐｔａｇ２（ｉ）の前回値と、図１９のステップＳ８０３にて収縮率設定部１０７により設定された収縮率Ｃｒ１（ｉ）およびＣｒ２（ｉ）とを取得する（ステップＳ８５２）。目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ），Ｐｔａｇ２（ｉ）の前回値は、それぞれ関節Ｊｉに対応した一側の人工筋肉ＡＭ１を構成する各液圧アクチュエータＭのチューブＴ内の現在の油圧または他側の人工筋肉ＡＭ２を構成する各液圧アクチュエータＭのチューブＴ内の現在の油圧を示すものとして用いられる。

更に、容積推定部１１８は、図２２に例示する容積推定マップを用いて、関節Ｊｉに対応した一側の人工筋肉ＡＭ１を構成する各液圧アクチュエータＭのチューブＴの容積Ｖ１（ｉ）と、関節Ｊｉに対応した他側の人工筋肉ＡＭ２を構成する各液圧アクチュエータＭのチューブＴの容積Ｖ２（ｉ）とを推定する（ステップＳ８５３）。容積推定マップは、図２２に示すように、チューブＴの収縮率ごとに、チューブＴ内の作動油の圧力（内圧）と、当該チューブＴの容積との関係を規定するように予め実験・解析を経て作成されたものである。ステップＳ８５３において、容積推定部１１８は、容積推定マップから適宜線形補間を行いながらステップＳ８５２にて取得した目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ）の前回値および収縮率Ｃｒ１（ｉ）に対応した容積を容積Ｖ１（ｉ）として導出する。また、ステップＳ８５３において、容積推定部１１８は、容積推定マップから適宜線形補間を行いながらステップＳ８５２にて取得した目標圧力Ｐｔａｇ２（ｉ）の前回値および収縮率Ｃｒ２（ｉ）に対応した容積をとして容積Ｖ２（ｉ）として導出する。

容積Ｖ１（ｉ），Ｖ２（ｉ）が推定されると、流量推定部１１９により関節Ｊｉに対応した一側の人工筋肉ＡＭ１を構成する各液圧アクチュエータＭのチューブＴに供給される作動油の流量Ｑ１（ｉ）と、他側の人工筋肉ＡＭ２を構成する各液圧アクチュエータＭのチューブＴに供給される作動油の流量Ｑ２（ｉ）とが推定される（ステップＳ８５４）。ステップＳ８５４において、流量推定部１１９は、ステップＳ８５３にて容積推定部１１８により推定された容積Ｖ１（ｉ），Ｖ２（ｉ）の今回値と、図１８のロボットアーム制御ルーチンの前回実行時に容積推定部１１８により推定された容積Ｖ１（ｉ），Ｖ２（ｉ）すなわち容積Ｖ１（ｉ），Ｖ２（ｉ）の前回値とを取得する。更に、ステップＳ８５４において、流量推定部１１９は、容積Ｖ１（ｉ）の今回値から前回値を減じた値をロボットアーム制御ルーチンの実行周期ｄｔ（所定時間）で除した値（容積変化量ｄＶ１／ｄｔ＝｛今回Ｖ１（ｉ）－前回Ｖ１（ｉ）｝／ｄｔ）を流量Ｑ１（ｉ）として導出し、容積Ｖ２（ｉ）の今回値から前回値を減じた値をロボットアーム制御ルーチンの実行周期ｄｔで除した値（容積変化量ｄＶ２／ｄｔ＝｛今回Ｖ２（ｉ）－前回Ｖ２（ｉ）｝／ｄｔ）を流量Ｑ２（ｉ）として導出する。

流量Ｑ１（ｉ），Ｑ２（ｉ）を推定すると、流量推定部１１９は、変数ｉをインクリメントし（ステップＳ８５５）、変数ｉが値Ｎ＋１（ここでは、Ｎ＝３）以上であるか否かを判定する（ステップＳ８５６）。流量推定部１１９により変数ｉが値Ｎ＋１未満であると判定された場合（ステップＳ８５６：ＮＯ）、容積推定部１１８および流量推定部１１９により上記ステップＳ８５２－Ｓ８５６の処理が再度実行される。また、流量推定部１１９により変数ｉが値Ｎ＋１以上であると判定されると（ステップＳ８５６：ＹＥＳ）、各液圧アクチュエータＭのチューブＴに供給される作動油の流量Ｑ１（ｉ），Ｑ２（ｉ）の推定が完了する。

図１８に示すように、ステップＳ８０Ｄにて目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ），Ｐｔａｇ２（ｉ）が設定され、かつステップＳ８５にて流量Ｑ１（ｉ），Ｑ２（ｉ）が推定されると、制御装置１００Ｄの電流指令値設定部１１１Ｄは、図２３に例示する電流指令値設定マップを用いて、それぞれ複数の第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２の電磁部１５ｅに対する電流指令値を設定する（ステップＳ９０Ｄ）。電流指令値設定マップは、図２３に示すように、電磁部１５ｅに印加される電流値ごとに、チューブＴに供給される作動油の流量（Ｑ１（ｉ），Ｑ２（ｉ））と、チューブＴ内の作動油の圧力（目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ），Ｐｔａｇ２（ｉ））との関係を規定するように予め実験・解析を経て作成されたものである。図２３に示すように、電流指令値設定マップは、チューブＴに供給されるべき作動油の圧力すなわち目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ），Ｐｔａｇ２（ｉ））が高いほど、電流値を大きくすると共に、チューブＴに作動油が供給されるとき（流量が正であるとき）に、チューブＴから作動油が流出するとき（流量が負であるとき）に比べて、同一の目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ），Ｐｔａｇ２（ｉ））に対応した電流値を大きくするように作成される。また、電流指令値設定マップは、流量（Ｑ１（ｉ），Ｑ２（ｉ））が増加するに従って（流量が負から正になるに従って）同一の目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ），Ｐｔａｇ２（ｉ））に対応した電流値を大きくするように作成される。

ステップＳ９０Ｄにおいて、電流指令値設定部１１１Ｄは、電流指令値設定マップからステップＳ８０Ｄにて設定された目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ）とステップＳ８５にて推定された流量Ｑ１（ｉ）とに対応した電流値を適宜線形補間を行いながら導出して一側の人工筋肉ＡＭ１を構成する各液圧アクチュエータＭに対応した各第１リニアソレノイドバルブ１５１への電流指令値に設定する。また、ステップＳ９０Ｄにおいて、電流指令値設定部１１１Ｄは、電流指令値設定マップからステップＳ８０Ｄにて設定された目標圧力Ｐｔａｇ２（ｉ）とステップＳ８５にて推定された流量Ｑ２（ｉ）とに対応した電流値を適宜線形補間を行いながら導出して他側の人工筋肉ＡＭ２を構成する各液圧アクチュエータＭに対応した各第２リニアソレノイドバルブ１５２への電流指令値に設定する。電流指令値設定部１１１Ｄにより導出された電流指令値は、制御装置１００Ｄのバルブ駆動部１１２に与えられ、バルブ駆動部１１２は、当該電流指令に基づいて、それぞれ複数の第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２を制御（ＰＷＭ制御）する（ステップＳ１００）。

これにより、目標トルクＴｔａｇ（ｉ）に応じた液体供給装置１０への電流指令値が容易かつ速やかに設定され、当該電流指令値に基づいて制御される液体供給装置１０の第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２の各々は、対応する目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ）またはＰｔａｇ２（ｉ）に応じた油圧を生成する。更に、第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２の各々により調圧された作動油は、対応する液圧アクチュエータＭのチューブＴに供給される。この結果、流量制御弁により作動油の流量を調整してチューブＴ内に供給したり、チューブＴに供給される油圧を圧力センサにより検出して実油圧が目標圧力に一致するように流量制御弁をフィードバック制御したりする場合に比べて、目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ），Ｐｔａｇ２（ｉ）の設定から短時間のうちに、各チューブＴに供給される油圧を当該目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ），Ｐｔａｇ２（ｉ）に実質的に一致させ、各チューブＴの実際の収縮率を要求値に応答性よく高精度に追従させることが可能となる。

制御装置１００Ｄは、ステップＳ１００の処理の後、図１８のルーチンを一旦終了させ、次の実行タイミングの到来に応じて再度ステップＳ１０以降の処理を実行する。一方、図２２のステップＳ４０にて、トルク演算部１０３によりハンド部４の現在位置が前回位置から実質的に変化していないと判定されると、現在位置が実質的に変化しなくなってから所定時間が経過するまで、ステップＳ６５，Ｓ７０－Ｓ１００の処理を実行する。更に、制御装置１００Ｄは、現在位置が実質的に変化しなくなってから所定時間が経過すると、図１８のルーチンを終了させ、ハンド部４に把持対象を把持させるためのハンド制御ルーチンを実行する。そして、ハンド部４により把持対象が把持されてハンド制御ルーチンが完了すると、制御装置１００Ｄは、ロボットアーム２により把持対象を載置位置まで搬送すべく、図１８のルーチンを再度実行する。

上述のように、制御装置１００Ｄは、各液圧アクチュエータＭに供給される作動油の目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ），Ｐｔａｇ２（ｉ）を設定すると共に（図１８のステップＳ８０Ｄ、図１９）、目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ），Ｐｔａｇ２（ｉ）と各液圧アクチュエータＭに供給される作動油の流量Ｑ１（ｉ），Ｑ２（ｉ）とに基づいて電流指令値を設定し（図１８のステップＳ９０Ｄ）、電流指令値に基づいて第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２の各々を制御する（図１８のステップＳ１００）。これにより、チューブＴに供給される作動油の流量Ｑ１（ｉ），Ｑ２（ｉ）の過不足により人工筋肉としての各液圧アクチュエータＭの動作の応答性が悪化するのを抑制しつつ、各液圧アクチュエータＭに目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ），Ｐｔａｇ２（ｉ）に応じた圧力の作動油を供給することができる。すなわち、本発明者等の研究・解析によれば、目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ），Ｐｔａｇ２（ｉ）と流量Ｑ１（ｉ），Ｑ２（ｉ）とに基づいて電流指令値を設定することで、当該流量Ｑ１（ｉ），Ｑ２（ｉ）を考慮することなく目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ），Ｐｔａｇ２（ｉ）を電流指令値に直接変換する場合に比べて、各液圧アクチュエータＭの動作の応答性や目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ），Ｐｔａｇ２（ｉ）に対する各チューブＴ内の油圧の追従性を向上させ得ることが確認されている。この結果、制御装置１００Ｄを含むロボット装置１では、作動油の供給を受けて作動する複数の液圧アクチュエータＭを応答性よく高精度に作動させることが可能となり、ロボットアーム２を応答性よく安定に作動させることができる。

また、ロボット装置１の各液圧アクチュエータＭは、内部に作動油が供給されると共に内部の圧力上昇に応じて径方向に膨張しながら軸方向に収縮するチューブＴを含む。更に、制御装置１００Ｄの流量推定部１１９は、チューブＴの容積変化量（ｄＶ１／ｄｔ，ｄＶ２／ｄｔ）を流量Ｑ１（ｉ），Ｑ２（ｉ）として算出する（図１８のステップＳ８５、図２０）。また、制御装置１００Ｄの電流指令値設定部１１１Ｄは、目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ）と流量Ｑ１（ｉ）とに基づいて一側の人工筋肉ＡＭ１に対応した各第１リニアソレノイドバルブ１５１に対する電流指令値を設定すると共に、目標圧力Ｐｔａｇ２（ｉ）と流量Ｑ２（ｉ）とに基づいて他側の人工筋肉ＡＭ２に対応した各第２リニアソレノイドバルブ１５２に対する電流指令値を設定する（図１８のステップＳ９０Ｄ）。これにより、各液圧アクチュエータＭに供給される作動油の流量Ｑ１（ｉ），Ｑ２（ｉ）に応じて電流指令値を適正に設定すると共に、第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２の各々によって各液圧アクチュエータＭに供給される作動油の圧力を目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ），Ｐｔａｇ２（ｉ）になるように精度よく調整することが可能となる。

更に、制御装置１００Ｄは、図１８のロボットアーム制御ルーチンを所定時間（例えば１０ｍｓ程度）おきに繰り返し実行して目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ），Ｐｔａｇ２（ｉ）を設定する。また、制御装置１００Ｄの容積推定部１１８は、目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ），Ｐｔａｇ２（ｉ）の前回値と、チューブＴの収縮率Ｃｒ１（ｉ），Ｃｒ２（ｉ）とに基づいてチューブＴの今回の容積Ｖ１（ｉ），Ｖ２（ｉ）を算出する（図１８のステップＳ８５、図２１のステップＳ８５２，Ｓ８５３）。更に、制御装置１００Ｄの流量推定部１１９は、チューブＴの容積Ｖ１（ｉ），Ｖ２（ｉ）の今回値と前回値との差を当該所定時間（図８のルーチンの実行周期ｄｔ）で除して流量Ｑ１（ｉ），Ｑ２（ｉ）を算出する（図８のステップＳ８５、図２１のステップＳ８５４）。これにより、各液圧アクチュエータＭに供給される作動油の流量Ｑ１（ｉ），Ｑ２（ｉ）を適正に算出可能となる。

また、制御装置１００Ｄの目標圧力設定部１１０Ｄは、各液圧アクチュエータＭに要求される力を示す目標トルクＴｔａｇ（ｉ）に応じた目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ），Ｐｔａｇ２（ｉ）を、チューブＴが軸方向に収縮するときと、チューブＴが軸方向に伸長するときとで変化させる（図１９のステップＳ８０５－Ｓ８０７）。これにより、上記ヒステリシス特性に起因して各液圧アクチュエータＭから出力される力（トルク）と要求されている力（トルク）とがズレてしまうのを良好に抑制することが可能となる。

更に、目標圧力設定部１１０Ｄの目標圧力導出部１０９Ｄは、収縮率Ｃｒ１（ｉ），Ｃｒ２（ｉ）と収縮力Ｆｃ１（ｉ），Ｆｃ２（ｉ）とに基づいて目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ），Ｐｔａｇ２（ｉ）を導出・設定する（図１９のステップＳ８０７）。また、目標圧力導出部１０９Ｄは、収縮率Ｃｒ１（ｉ），Ｃｒ２（ｉ）の変化量ΔＣｒ１（ｉ），ΔＣｒ２（ｉ）が正の値であるときに、チューブＴに供給される作動油の圧力ごとに軸方向に収縮するチューブＴの収縮率Ｃｒ１（ｉ），Ｃｒ２（ｉ）と収縮力Ｆｃ１（ｉ），Ｆｃ２（ｉ）との関係を規定する第１目標圧力設定マップ（第１の制約）を用いて目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ），Ｐｔａｇ２（ｉ）を設定する（図１９のステップＳ８０５－Ｓ８０７）。更に、目標圧力導出部１０９Ｄは、変化量ΔＣｒ１（ｉ），ΔＣｒ２（ｉ）が負の値であるときに、チューブＴに供給される作動油の圧力ごとに軸方向に伸長するチューブＴの収縮率Ｃｒ１（ｉ），Ｃｒ２（ｉ）と収縮力Ｆｃ１（ｉ），Ｆｃ２（ｉ）との関係を規定する第２目標圧力設定マップ（第２の制約）を用いて目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ），Ｐｔａｇ２（ｉ）を設定する（図１９のステップＳ８０５－Ｓ８０７）。これにより、液圧アクチュエータＭのヒステリシス特性による影響を低減しながら、目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ），Ｐｔａｇ２（ｉ）を適正に設定することが可能となる。なお、ロボット装置１において、収縮率設定部１０７は、ハンド部４（ロボット装置１）の目標位置に応じた各関節Ｊｉの目標角度に基づいてチューブＴの収縮率Ｃｒ１（ｉ），Ｃｒ２（ｉ）を設定するものであってもよい。

〔発明を実施するための形態のまとめ〕
ここまで説明したように、本開示の実施形態に係るロボット装置は、液体の供給を受けて作動する少なくとも１つの人工筋肉（Ｍ，ＡＭ１，ＡＭ２）と、前記人工筋肉（Ｍ，ＡＭ１，ＡＭ２）に前記液体を供給する液体供給装置（１０）とを含むロボット装置（１）であって、前記ロボット装置（１）を駆動するための目標駆動力（Ｔｔａｇ（ｉ））を設定すると共に、前記目標駆動力（Ｔｔａｇ（ｉ））に基づいて前記人工筋肉（Ｍ，ＡＭ１，ＡＭ２）に供給される前記液体の目標圧力を設定し、前記目標圧力に基づいて前記液体供給装置（１０）を制御する制御装置（１００，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ）を含むものである。

このように、目標駆動力に基づいて人工筋肉に供給される液体の圧力を制御することで、当該液体の圧力を検出するセンサを用いることなく、人工筋肉を要求に対して応答性よく高精度に作動させることが可能となる。

また、前記制御装置（１００，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ）は、前記ロボット装置（１）の目標位置と現在位置とに基づいて前記目標駆動力（Ｔｔａｇ（ｉ））を設定する目標駆動力設定部（１０５）と、前記目標駆動力設定部（１０５）により設定された前記目標駆動力（Ｔｔａｇ（ｉ））に基づいて前記目標圧力（Ｐｔａｇ１（ｉ），Ｐｔａｇ２（ｉ））を設定する目標圧力設定部（１１０，１１０Ｂ，１１０Ｃ，１１０Ｄ）と、前記目標圧力設定部（１１０，１１０Ｂ，１１０Ｃ，１１０Ｄ）により設定された前記目標圧力（Ｐｔａｇ１（ｉ），Ｐｔａｇ２（ｉ））に基づいて前記液体供給装置（１０）への指令値を設定する指令値設定部（１１１）とを含むものであってもよい。

これにより、目標駆動力に応じた液体供給装置への指令値を容易かつ速やかに設定して人工筋肉に供給される液体の圧力を応答性よく制御することが可能となる。

更に、前記目標駆動力設定部（１０５）は、前記ロボット装置を前記現在位置から前記目標位置まで移動させる駆動力（Ｔｊ（ｉ））と、前記ロボット装置（１）の姿勢を維持するのに必要な重力補償量（Ｔｃ（ｉ））との和を前記目標駆動力（Ｔｔａｇ（ｉ））に設定するものであってもよい。

これにより、ロボット装置（ロボット本体）の挙動の乱れを抑制しつつ、人工筋肉により当該ロボット装置（手先）を移動させることが可能となる。

また、前記目標圧力設定部（１１０）は、前記ロボット装置（１）の前記現在位置または前記目標位置に基づいて前記人工筋肉（Ｍ，ＡＭ１，ＡＭ２）の収縮率（Ｃｒ１（ｉ），Ｃｒ２（ｉ））を設定すると共に、前記目標駆動力設定部（１０５）により設定された前記目標駆動力（Ｔｔａｇ（ｉ））に基づいて前記人工筋肉（Ｍ，ＡＭ１，ＡＭ２）の収縮力（Ｆｃ１（ｉ），Ｆｃ２（ｉ））を算出し、前記収縮率（Ｃｒ１（ｉ），Ｃｒ２（ｉ））と前記収縮力（Ｆｃ１（ｉ），Ｆｃ２（ｉ））とに基づいて前記目標圧力（Ｐｔａｇ１（ｉ），Ｐｔａｇ２（ｉ））を設定するものであってもよい。

これにより、人工筋肉への要求に応じて当該人工筋肉に供給される液体の目標圧力を精度よく設定することが可能となる。

更に、前記ロボット装置（１）は、少なくとも１つの関節（Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３，Ｊｉ）と、複数のリンク（３，５）とを含むものであってもよく、前記人工筋肉（Ｍ，ＡＭ１，ＡＭ２）は、前記関節（Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３，Ｊｉ）を介して連結される２つの前記リンク（３，５）を相対的に回動させるものであってもよく、前記目標駆動力（Ｔｔａｇ（ｉ））は、前記２つの前記リンク（３，４）を相対的に回動させる関節トルク（Ｔｊ（ｉ））の目標値であってもよい。

これにより、人工筋肉よって関節を介して連結された２つのリンクの何れか一方を他方に対して応答性よく高精度に回動させることが可能となる。

また、前記２つの前記リンク（３，５）は、互いに拮抗するように配置された一対の前記人工筋肉（Ｍ，ＡＭ１，ＡＭ２）により相対的に回動させられてもよい。

更に、前記ロボット装置（１）は、関節（Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３，Ｊｉ）を介して連結されると共に、一対の前記人工筋肉（Ｍ，ＡＭ１，ＡＭ２）によりを相対的に回動させられる２つのリンクを含むものであってもよく、前記制御装置（１００Ｂ）は、前記２つのリンク（３，５）を相対的に回動させるための目標トルク（Ｔｔａｇ（ｉ））を前記目標駆動力として設定すると共に、前記一対の前記人工筋肉（Ｍ，ＡＭ１，ＡＭ２）の一方である第１人工筋肉に発生させる第１収縮力（Ｆｃ１（ｉ））を設定し、前記目標トルク（Ｔｔａｇ（ｉ））と前記第１収縮力（Ｆｃ１（ｉ））とに基づいて前記一対の前記人工筋肉（Ｍ，ＡＭ１，ＡＭ２）の他方である第２人工筋肉に発生させる第２収縮力（Ｆｃ２（ｉ））を設定し、前記第１人工筋肉が前記第１収縮力（Ｆｃ１（ｉ））を発生し、かつ前記第２人工筋肉が前記第２収縮力（Ｆｃ２（ｉ））を発生するように前記液体供給装置（１０）を制御するものであってもよい。

すなわち、２つのリンクを相対的に回動させるための目標トルクと、第１人工筋肉に発生させる第１収縮力とが定まれば、当該目標トルクと第１収縮力とから第２人工筋肉に発生させる第２収縮力を定めることができる。そして、第１収縮力を小さくすると共に第２収縮力を大きくすることで、関節の剛性の増加を抑えつつ要求に応じた力を出力するように第１および第２人工筋肉を応答性よく高精度に作動させることが可能となる。更に、第１収縮力を大きくすることで、目標トルクに応じて第２収縮力も大きくなるので、関節の剛性を高くしてロボット装置の動作を安定化させることができる。この結果、ロボット装置を応答性よく安定に作動させることが可能となる。

また、前記制御装置（１００Ｂ）は、前記関節（Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３，Ｊｉ）の関節角度（θ１，θ２，θ３，θｉ）に基づいて前記第１および第２人工筋肉の収縮率（Ｃｒ１（ｉ），Ｃｒ２（ｉ））を設定する収縮率設定部（１０７Ｂ）と、前記目標トルク（Ｔｔａｇ（ｉ））と前記第１収縮力（Ｆｃ１（ｉ））とに基づいて前記第２収縮力（Ｆｃ２（ｉ））を算出する収縮力算出部（１０８Ｂ）と、前記第１収縮力（Ｆｃ１（ｉ））と前記第１人工筋肉の前記収縮率（Ｃｒ１（ｉ））とに基づいて前記第１人工筋肉に供給される前記液体の目標圧力（Ｐｔａｇ１（ｉ））を設定すると共に、前記第２収縮力（Ｆｃ２（ｉ））と前記第２人工筋肉の前記収縮率（Ｃｒ２（ｉ））とに基づいて前記第２人工筋肉に供給される前記液体の目標圧力（Ｐｔａｇ２（ｉ））を設定する目標圧力設定部（１１０Ｂ）と、前記目標圧力設定部（１１０Ｂ）により設定された前記目標圧力（Ｐｔａｇ１（ｉ），Ｐｔａｇ２（ｉ））を前記液体供給装置（１０）への指令値に変換する指令値設定部（１１１）とを含むものであってもよい。

これにより、第１または第２収縮力を出力するように第１および第２人工筋肉を応答性よく高精度に作動させることが可能となる。

更に、前記ロボット装置（１）は、関節（Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３，Ｊｉ）を介して連結されると共に、一対の前記人工筋肉（Ｍ，ＡＭ１，ＡＭ２）によりを相対的に回動させられる２つのリンク（３，５）を含むものであってもよく、前記制御装置（１００Ｃ）は、前記２つのリンク（３，５）を相対的に回動させるための目標トルク（Ｔｔａｇ（ｉ））を設定する目標トルク設定部（１０５）と、予め定められた一定の圧力（Ｐｍａｘ（ｉ），Ｐｍｉｎ（ｉ））を一対の前記人工筋肉（Ｍ，ＡＭ１，ＡＭ２）の一方である第１人工筋肉に供給される前記液体の圧力の目標値である第１目標圧力（Ｐｔａｇ１（ｉ））に設定する第１目標圧力設定部（１２１）と、前記目標トルク（Ｔｔａｇ（ｉ））と前記第１目標圧力（Ｐｔａｇ１（ｉ））とに基づいて一対の前記人工筋肉（Ｍ，ＡＭ１，ＡＭ２）の他方である第２人工筋肉に供給される前記液体の圧力の目標値である第２目標圧力（Ｐｔａｇ２（ｉ））を設定する第２目標圧力設定部（１２２）とを含み、前記第１人工筋肉に供給される前記液体の圧力が前記第１目標圧力（Ｐｔａｇ１（ｉ））になると共に、前記第２人工筋肉に供給される前記液体の圧力が前記第２目標圧力（Ｐｔａｇ２（ｉ））になるように前記液体供給装置（１０）を制御するものであってもよい。

これにより、第１人工筋肉に供給される液体の圧力制御（フィードバックループ）と、第２人工筋肉に供給される液体の圧力制御（フィードバックループ）との干渉を無くすことが可能となり、振動モードの励起を抑制しつつ、第１および第２人工筋肉に供給される液体の圧力を第１または第２目標圧力に速やかに追従させることができる。この結果、ロボット装置を応答性よく安定に作動させることが可能となる。

また、前記制御装置（１００Ｃ）は、前記関節（Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３，Ｊｉ）の関節角度（θ１，θ２，θ３，θｉ）に基づいて前記第１および第２人工筋肉の収縮率（Ｃｒ１（ｉ），Ｃｒ２（ｉ））を設定する収縮率設定部（１０７Ｃ）と、前記第１目標圧力（Ｐｔａｇ１（ｉ））と前記第１人工筋肉の前記収縮率（Ｃｒ１（ｉ））とに基づいて前記第１人工筋肉に発生させる第１収縮力（Ｆｃ１（ｉ））を導出すると共に、前記目標トルク（Ｔｔａｇ（ｉ））と前記第１収縮力（Ｆｃ１（ｉ））とから前記第２人工筋肉に発生させる第２収縮力（Ｆｃ２（ｉ））を算出する収縮力導出部（１０８Ｃ）とを含むものであってもよく、前記第２目標圧力設定部（１２２）は、前記第２人工筋肉の前記収縮率（Ｃｒ２（ｉ））と前記第２収縮力（Ｆｃ２（ｉ））とに基づいて前記第２目標圧力（Ｐｔａｇ２（ｉ））を設定するものであってもよい。

これにより、目標トルクと第１目標圧力とから第２人工筋肉の第２目標圧力を適正に設定することが可能となる。

更に、前記第１目標圧力設定部（１２１）は、前記目標トルク（Ｔｔａｇ（ｉ））の大きさと向きとから一対の人工筋肉（Ｍ，ＡＭ１，ＡＭ２）のうちの要求される収縮力が大きい一方を前記第１人工筋肉として定め、常用最大圧または前記常用最大圧に近い一定の圧力（Ｐｍａｘ（ｉ））を前記第１目標圧力（Ｐｔａｇ１（ｉ））に設定するものであってもよい。これにより、２つのリンクを相対的に回動させるのに大きなトルクが要求されたときに、第１および第２人工筋肉の双方に供給される液圧の変動を抑えて２つのリンクの挙動の乱れ（振動）を抑制しつつ、一対の第１および第２人工筋肉を要求に応じて速やかに回動させることが可能となる。

また、前記制御装置（１００Ｃ）は、前記目標トルク（Ｔｔａｇ（ｉ））の大きさと向きとから、一対の前記人工筋肉（Ｍ，ＡＭ１，ＡＭ２）のうちの収縮力が小さくなる一方を前記第１人工筋肉として定めると共に、他方を前記第２人工筋肉として定めるものであってもよい。

更に、前記制御装置（１００Ｂ，１００Ｃ）は、前記関節（Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３，Ｊｉ）の目標剛性（Ｒ（ｉ））を設定し、前記目標トルク（Ｔｔａｇ（ｉ））に応じた前記第１および第２収縮力（Ｆｃ１（ｉ），Ｆｃ２（ｉ））の関係が維持されると共に、前記関節（Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３，Ｊｉ）の剛性が前記目標剛性（Ｒ（ｉ））になるように、前記第１および第２収縮力（Ｆｃ１（ｉ），Ｆｃ２（ｉ））を補正するものであってもよい。これにより、関節の剛性を要求に応じた値に維持しつつ、第１および第２人工筋肉に目標トルクに応じた力を発生させることが可能となる。

また、前記人工筋肉（Ｍ）は、内部に前記液体が供給されると共に前記内部の圧力の上昇に応じて径方向に膨張しながら軸方向に収縮するチューブ（Ｔ）を含むものであってもよい。

更に、前記制御装置（１００Ｄ）は、前記人工筋肉（Ｍ，ＡＭ１，ＡＭ２）に要求される力に応じた前記目標圧力（Ｐｔａｇ１（ｉ），Ｐｔａｇ２（ｉ））を、前記チューブ（Ｔ）が前記軸方向に収縮するときと、前記チューブ（Ｔ）が前記軸方向に伸長するときとで変化させるものであってもよい。

これにより、ヒステリシス特性に起因して人工筋肉から出力される力（トルク）と要求されている力（トルク）とがズレてしまうのを良好に抑制することが可能となる。

また、前記液体供給装置（１０）は、電流の供給を受けて前記人工筋肉（Ｍ，ＡＭ１，ＡＭ２）に供給される前記液体の圧力を調整する液圧調整装置（１５１，１５２）を含むものであってもよい。

更に、前記制御装置（１００Ｄ）は、前記目標圧力（Ｐｔａｇ１（ｉ），Ｐｔａｇ２（ｉ））と、前記人工筋肉（Ｍ，ＡＭ１，ＡＭ２）に供給される前記液体の流量（Ｑ１（ｉ），Ｑ２（ｉ））とに基づいて電流指令値を設定し、前記電流指令値に基づいて前記液圧調整装置（１５１，１５２）を制御するものであってもよい。

これにより、流量の過不足により人工筋肉の動作の応答性が悪化するのを抑制しつつ、人工筋肉に要求に応じた圧力の液体を供給することができるので、液体の供給を受けて作動する人工筋肉を応答性よく高精度に作動させることが可能となる。

また、前記液圧調整装置は、電磁部（１５ｅ）、スプール（１５ｓ）、前記スプール（１５ｓ）を付勢するスプリング（ＳＰ）、前記液体が供給される入力ポート（１５ｉ）、出力ポート（１５ｏ）、前記出力ポート（１５ｏ）に連通するフィードバックポート（１５ｆ）、および前記入力ポート（１５ｉ）と前記出力ポート（１５ｏ）とに連通可能なドレンポート（１５ｄ）を含むソレノイドバルブ（１５１，１５２）であってもよく、前記ソレノイドバルブ（１５１，１５２）は、前記電磁部（１５ｅ）が発生する推力と、前記スプリング（ＳＰ）の付勢力と、前記出力ポート（１５ｏ）から前記フィードバックポート（１５ｆ）に供給される液圧の作用により前記スプール（１５ｓ）に加えられる推力とをバランスさせて前記液体の圧力を調整するものであってもよい。

本開示の実施形態に係るロボット装置の制御方法は、液体の供給を受けて作動する少なくとも１つの人工筋肉と、前記人工筋肉に前記液体を供給する液体供給装置とを含むロボット装置の制御方法であって、前記ロボット装置を駆動するための目標駆動力を設定し、前記目標駆動力に基づいて前記人工筋肉に供給される前記液体の目標圧力を設定し、前記目標圧力に基づいて前記液体供給装置を制御するものである。

かかる方法によれば、液体の供給を受けて作動する人工筋肉を応答性よく高精度に作動させることが可能となる。

そして、本開示の発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本開示の外延の範囲内において様々な変更をなし得ることはいうまでもない。更に、上記実施形態は、あくまで発明の概要の欄に記載された発明の具体的な一形態に過ぎず、発明の概要の欄に記載された発明の要素を限定するものではない。

本開示の発明は、人工筋肉を含むロボット装置の製造産業等において利用可能である。

Claims (11)

1. 液体の供給を受けて作動する少なくとも１つの人工筋肉と、前記人工筋肉に前記液体を供給する液体供給装置とを含むロボット装置であって、
   関節を介して連結されると共に、一対の前記人工筋肉によりを相対的に回動させられる２つのリンクと、
   前記ロボット装置を駆動するための目標駆動力を設定すると共に、前記目標駆動力に基づいて前記人工筋肉に供給される前記液体の目標圧力を設定し、前記目標圧力に基づいて前記液体供給装置を制御する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記２つのリンクを相対的に回動させるための目標トルクを設定する目標トルク設定部と、予め定められた一定の圧力を一対の前記人工筋肉の一方である第１人工筋肉に供給される前記液体の圧力の目標値である第１目標圧力に設定する第１目標圧力設定部と、前記目標トルクと前記第１目標圧力とに基づいて一対の前記人工筋肉の他方である第２人工筋肉に供給される前記液体の圧力の目標値である第２目標圧力を設定する第２目標圧力設定部とを含み、前記第１人工筋肉に供給される前記液体の圧力が前記第１目標圧力になると共に、前記第２人工筋肉に供給される前記液体の圧力が前記第２目標圧力になるように前記液体供給装置を制御するロボット装置。
2. 請求項１に記載のロボット装置において、
   前記制御装置は、
   前記関節の関節角度に基づいて前記第１および第２人工筋肉の収縮率を設定する収縮率設定部と、
   前記第１目標圧力と前記第１人工筋肉の前記収縮率とに基づいて前記第１人工筋肉に発生させる第１収縮力を導出すると共に、前記目標トルクと前記第１収縮力とから前記第２人工筋肉に発生させる第２収縮力を算出する収縮力導出部とを含み、
   前記第２目標圧力設定部は、前記第２人工筋肉の前記収縮率と前記第２収縮力とに基づいて前記第２目標圧力を設定するロボット装置。
3. 請求項１または２に記載のロボット装置において、
   前記第１目標圧力設定部は、前記目標トルクの大きさと向きとから一対の人工筋肉のうちの要求される収縮力が大きい一方を前記第１人工筋肉として定め、常用最大圧または前記常用最大圧に近い一定の圧力を前記第１目標圧力に設定するロボット装置。
4. 請求項１から３の何れか一項に記載のロボット装置において、
   前記制御装置は、前記目標トルクの大きさと向きとから、一対の前記人工筋肉のうちの収縮力が小さくなる一方を前記第１人工筋肉として定めると共に、他方を前記第２人工筋肉として定めるロボット装置。
5. 請求項２に記載のロボット装置において、
   前記制御装置は、前記関節の目標剛性を設定し、前記目標トルクに応じた前記第１および第２収縮力の関係が維持されると共に、前記関節の剛性が前記目標剛性になるように、前記第１および第２収縮力を補正するロボット装置。
6. 請求項１から５の何れか一項に記載のロボット装置において、
   前記人工筋肉は、内部に前記液体が供給されると共に前記内部の圧力の上昇に応じて径方向に膨張しながら軸方向に収縮するチューブを含むロボット装置。
7. 請求項６に記載のロボット装置において、
   前記制御装置は、前記人工筋肉に要求される力に応じた前記目標圧力を、前記チューブが前記軸方向に収縮するときと、前記チューブが前記軸方向に伸長するときとで変化させるロボット装置。
8. 請求項１から７の何れか一項に記載のロボット装置において、
   前記液体供給装置は、電流の供給を受けて前記人工筋肉に供給される前記液体の圧力を調整する液圧調整装置を含むロボット装置。
9. 請求項８に記載のロボット装置において、
   前記制御装置は、前記目標圧力と、前記人工筋肉に供給される前記液体の流量とに基づいて電流指令値を設定し、前記電流指令値に基づいて前記液圧調整装置を制御するロボット装置。
10. 請求項８または９に記載のロボット装置において、
    前記液圧調整装置は、電磁部、スプール、前記スプールを付勢するスプリング、前記液体が供給される入力ポート、出力ポート、前記出力ポートに連通するフィードバックポート、および前記入力ポートと前記出力ポートとに連通可能なドレンポートを含むソレノイドバルブであり、
    前記ソレノイドバルブは、前記電磁部が発生する推力と、前記スプリングの付勢力と、前記出力ポートから前記フィードバックポートに供給される液圧の作用により前記スプールに加えられる推力とをバランスさせて前記液体の圧力を調整するロボット装置。
11. 液体の供給を受けて作動する少なくとも１つの人工筋肉と、関節を介して連結されると共に、一対の前記人工筋肉によりを相対的に回動させられる２つのリンクと、前記人工筋肉に前記液体を供給する液体供給装置とを含むロボット装置の制御方法であって、
    前記２つのリンクを相対的に回動させるための目標トルクを設定し、
    予め定められた一定の圧力を一対の前記人工筋肉の一方である第１人工筋肉に供給される前記液体の圧力の目標値である第１目標圧力に設定し、
    前記目標トルクと前記第１目標圧力とに基づいて一対の前記人工筋肉の他方である第２人工筋肉に供給される前記液体の圧力の目標値である第２目標圧力を設定し、
    前記第１人工筋肉に供給される前記液体の圧力が前記第１目標圧力になると共に、前記第２人工筋肉に供給される前記液体の圧力が前記第２目標圧力になるように前記液体供給装置を制御するロボット装置の制御方法。
    
    

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