JPH01316189A - Controller for manipulator - Google Patents
Controller for manipulatorInfo
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- JPH01316189A JPH01316189A JP14825388A JP14825388A JPH01316189A JP H01316189 A JPH01316189 A JP H01316189A JP 14825388 A JP14825388 A JP 14825388A JP 14825388 A JP14825388 A JP 14825388A JP H01316189 A JPH01316189 A JP H01316189A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の目的]
(産業上の利用分野)
この発明は、例えば宇宙空間等において各種作業を行な
うマニピュレータの制御装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a control device for a manipulator that performs various operations in, for example, outer space.
(従来の技術)
一般に、マニピュレータは、第3図に示すように、回転
自在なねじり関節、例えば、ねじり肩関節10が取付は
構体11に設置され、このねじり肩関節10には複数の
曲げ関節、例えば、曲げ肩関節12、曲げ肘関節13、
曲げ手首関節14がアーム1.5.16を介して順に連
結された後、その先端部に被作業用の握持部17が取付
けられる。そして、これらねじり肩関節109曲げ肩関
節121曲げ肘関節139曲げ手首関節14は図示しな
い制御装置からの指令信号により、そのモータ等の駆動
アクチュエータが駆動制御される。(Prior Art) In general, a manipulator has a rotatable torsion joint, for example, a torsion shoulder joint 10, mounted on a body structure 11, as shown in FIG. , for example, bent shoulder joint 12, bent elbow joint 13,
After the bending wrist joints 14 are connected in sequence via the arms 1.5.16, a grip part 17 for work is attached to the tip thereof. Drive actuators such as motors of these torsion shoulder joint 109, bending shoulder joint 121, bending elbow joint 139, and bending wrist joint 14 are controlled by command signals from a control device (not shown).
この際、ねじり肩関節10は、制御装置により、その出
力トルクが握持部17の司るLL、L2゜L3の位置の
うち最長距離L3の位置で最大出力トルクTが要求され
るために、その駆動部の駆動電流が最大出力トルクTに
対応するように設定される。At this time, the torsion shoulder joint 10 is required by the control device to have its maximum output torque T at the position of the longest distance L3 among the positions LL, L2 and L3 controlled by the grip portion 17. The drive current of the drive unit is set to correspond to the maximum output torque T.
ところが、上記マニピュレータでは、そのねじり肩関節
10の駆動電流が距#tL3に対応する最大出力トルク
Tを得ることができるように駆動制御されるために、握
持部17とねじり肩関節10との司る距離Ll、L2.
L3に応じて、そのねじり肩関節10、曲げ肩関節12
、曲げ肘関節13、曲げ手首関節14、アーム15,1
6、握持部17に付与される力が、
Fa −T/La >Fb
−T/Lb >Fc −T/Fc
と異なるので、各部の強度を、その最大の力Fcに対応
した堅牢な構造に形成しなければならないことにより、
重量が嵩むという問題を有する。また、これによれば、
握持部17に対して、そのLaの位置において非常に大
きな力が付与されることとなるため、被作業用のペイロ
ードを損傷したりするおそれがあり、安全性の点につい
て問題を有していた。However, in the above-mentioned manipulator, the drive current of the torsion shoulder joint 10 is controlled so that the maximum output torque T corresponding to the distance #tL3 can be obtained. Controlling distances Ll, L2.
According to L3, its torsion shoulder joint 10, bending shoulder joint 12
, bent elbow joint 13, bent wrist joint 14, arm 15,1
6. Since the force applied to the gripping part 17 is different as Fa - T / La > Fb - T / Lb > Fc - T / Fc, the strength of each part is adjusted to have a robust structure corresponding to the maximum force Fc. By having to form
It has the problem of being heavy. Also, according to this,
Since a very large force is applied to the grip portion 17 at the position La, there is a risk of damaging the payload to be worked, and this poses a safety problem. Ta.
これは、特に宇宙空間で使用するマニピュレータにおい
て、輸送や、作業の信頓性の点から大きな問題となる。This poses a major problem in terms of transportation and reliability of work, especially for manipulators used in outer space.
(発明が解決しようとする課題)
以上述べたように、従来のマニピュレータでは、重量が
嵩むと共に、ペイロードの破損を招くそれを有していた
。(Problems to be Solved by the Invention) As described above, conventional manipulators are heavy and have the disadvantage of causing damage to the payload.
この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、握持部の
司る位置に応じた安定した駆動制御を行ない得るように
して、安全性の高い作業を実現し得、かつ、マニピュレ
ータの軽量化の向上に寄与し得るようにしたマニピュレ
ータの制御装置を提供することを目的とする。This invention has been made in view of the above circumstances, and enables stable drive control according to the position controlled by the gripping part, thereby realizing highly safe work and reducing the weight of the manipulator. It is an object of the present invention to provide a control device for a manipulator that can contribute to improvement.
[発明の構成コ
(課題を解決するための手段)
この発明は、ねじり関節に対して複数の曲げ関節を介し
て被作業用握持部を設けてなるマニピュレータの制御装
置において、前記曲げ関節の曲げ角度を検出する検出手
段と、この検出手段で検出した角度信号より前記ねじり
関節と握持部との間隔を検出してねじり関節駆動用電流
の電流制限レベル選択信号を生成する演算手段と、この
演算手段の前記電流制限レベル選択信号に対応して前記
電流を切換え制御する駆動電流制限手段とを備えて構成
したものである。[Structure of the Invention (Means for Solving the Problems)] The present invention provides a control device for a manipulator in which a torsion joint is provided with a grip portion for a workpiece via a plurality of bending joints. a detection means for detecting a bending angle; and a calculation means for detecting a distance between the torsion joint and the grip portion from the angle signal detected by the detection means and generating a current limit level selection signal for a current for driving the torsion joint; The driving current limiting means switches and controls the current in response to the current limiting level selection signal of the calculating means.
(作用)
上記構成によれば、ねじり関節は、その駆動電流が駆動
電流制限手段により、握持部の司る位置に対応して制御
され、各位置における出力トルクが可変設定される。従
って、握持部を含む各部には、握持部の司る位置に対応
して略一定の力が付与されることにより、ペイロードを
損傷することのない安全性の高い作業が実現でき、かつ
、各部を従来のように付与される最大の力に対応可能な
程度までの堅牢な構造とすることがなくなることにより
、軽量化の向上か図れる。(Function) According to the above configuration, the drive current of the torsion joint is controlled by the drive current limiting means in accordance with the position controlled by the grip portion, and the output torque at each position is variably set. Therefore, a substantially constant force is applied to each part including the gripping portion in accordance with the position controlled by the gripping portion, thereby realizing highly safe work without damaging the payload, and By eliminating the need for each part to have a rigid structure to the extent that it can handle the maximum force applied as in the past, weight reduction can be improved.
(実施例)
以下、この発明の実施例について、図面を参照して詳細
に説明する。(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第1図はこの発明の一実施例に係るマニピュレータの制
御装置を示すもので、ここでは前記第3図に示すマニピ
ュレータと同一部分について同一符号を付して、その詳
細な説明については省略する。FIG. 1 shows a manipulator control device according to an embodiment of the present invention. Here, the same parts as those of the manipulator shown in FIG. 3 are given the same reference numerals, and detailed explanation thereof will be omitted.
図において、20〜22は、それぞれ上記曲げ肩関節1
2、曲げ肘関節13、曲げ手首関節14に設けられる角
度センサで、各出力端は演算部23に接続される。この
演算部23は上記角度センサ20〜22からの各角度信
号から各関節12〜14の位置を検出して、その姿勢に
対応したトルクTa、Tb 、Tcを求めて、該トルク
Ta1Tb、Tcに対応した電流の上限値の電流制限信
号を演算して求め、その電流制限信号を電流制限回路2
4に出力する。In the figure, 20 to 22 respectively indicate the above-mentioned bending shoulder joint 1.
2. Angle sensors provided at the bent elbow joint 13 and the bent wrist joint 14, each output end of which is connected to the calculation unit 23. This calculation unit 23 detects the position of each joint 12 to 14 from each angle signal from the angle sensors 20 to 22, calculates torques Ta, Tb, and Tc corresponding to the posture, and converts the torques Ta1 to Tb and Tc. The current limit signal of the upper limit value of the corresponding current is calculated and determined, and the current limit signal is sent to the current limit circuit 2.
Output to 4.
この電流制限回路24は、上記ねじり肩関節10の駆動
用モータ25の検出電流が電流検出器26を介して入力
されており、例えば第2図に示すように、その切換え部
24aの可動接点aが上記電流制限信号に対応して固定
接点す、c、dに選択的に切換えれ、上記駆動モータ2
5の駆動電流の上限をゲインするための電圧信号を増幅
器26に出力する。この増幅器27には、マニピュレー
タ制御部28からの速度指令と駆動用モータ25の回転
角センサ25aからの回転速度信号を減算器29で引算
して生成したトルク指令が入力されており、このトルク
指令に対応した駆動電流を上記電圧信号でゲインして駆
動用モータ25に出力する。これにより、駆動用モータ
25は上記握持部17の司る姿勢に対応したトルクTa
。The current limiting circuit 24 receives the detected current of the driving motor 25 of the torsion shoulder joint 10 via a current detector 26, and as shown in FIG. is selectively switched to fixed contacts S, C, and D in response to the current limit signal, and the drive motor 2
A voltage signal for gaining the upper limit of the drive current of No. 5 is output to the amplifier 26. A torque command generated by subtracting the speed command from the manipulator control unit 28 and the rotation speed signal from the rotation angle sensor 25a of the drive motor 25 using a subtracter 29 is input to the amplifier 27, and this torque The drive current corresponding to the command is gained by the voltage signal and output to the drive motor 25. As a result, the drive motor 25 has a torque Ta corresponding to the posture controlled by the grip portion 17.
.
T b ST cとなるように駆動制御され、ここに、
その駆動力が減速機25bで減速され、ねじり肩関節1
0を作動させる。この際、握持部17の司る位置A、B
、Cにおける力Fa ’ −Ta /La 。The drive is controlled so that T b ST c, where,
The driving force is reduced by the reducer 25b, and the torsion shoulder joint 1
Activate 0. At this time, positions A and B controlled by the grip portion 17
, the force Fa'-Ta/La in C.
Fb ’ −Tb /Lb 、Fc ’ −Tc
/Fcは、その各トルクTa、Tb、、Tcが距離La
、Lb。Fb'-Tb/Lb, Fc'-Tc
/Fc is such that each torque Ta, Tb, ,Tc is a distance La
,Lb.
Lcに対応して上限が制御されることにより、路間−に
制御される。By controlling the upper limit in accordance with Lc, the road distance is controlled to -.
このように、上記マニピュレータの制御装置は、曲げ肩
関節12、曲げ肘関節13、曲げ手首関節14の角度位
置より握持部17の姿勢位置を検出して、その姿勢位置
に対応して駆動用モータ25の駆動電流を制御し、その
各位置における出力トルクTa 、Tb STcを略一
定に設定するように構成したことにより、握持部17を
含む各部に付与される力が、略一定とすることができる
ので、従来のようにペイロードを損傷するおそれのない
安全性の高い作業が実現できる。また、これによれば、
従来のようにマニピュレータの構造を最大の力に耐える
ことのできる程度までの堅牢な構造とする必要がなくな
るため、その軽量化の向上にも寄与する。In this manner, the control device for the manipulator detects the posture position of the gripping portion 17 from the angular positions of the bent shoulder joint 12, the bent elbow joint 13, and the bent wrist joint 14, and adjusts the driving position in accordance with the detected posture position. By controlling the drive current of the motor 25 and setting the output torques Ta, Tb STc at each position to be substantially constant, the force applied to each part including the grip portion 17 is made substantially constant. This makes it possible to perform highly safe work without the risk of damaging the payload, unlike conventional methods. Also, according to this,
This eliminates the need for the structure of the manipulator to be strong enough to withstand the maximum force as in the past, which also contributes to improved weight reduction.
なお、上記実施例では、曲げ関節として、曲げ肩関節1
2、曲げ肘関節13、曲げ手首関節14を用いて構成し
たが、この数に限ることなく、適用可能である。よって
、この発明は上記実施れに限ることなく、その他、この
発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得る
ことは勿論のことである。In addition, in the above embodiment, the bending shoulder joint 1 is used as the bending joint.
2. Although the present invention is constructed using the bent elbow joint 13 and the bent wrist joint 14, the present invention is not limited to this number and can be applied. Therefore, it goes without saying that the present invention is not limited to the embodiments described above, and that various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.
[発明の効果コ
以上詳述したように、この発明によれば、握持部の司る
位置に応じた安定した駆動制御を行ない得るようにして
、安全性の高い作業を実現し得、かつ、マニピュレータ
の軽量化の向上に寄与し得るようにしたマニピュレータ
の制御装置を提供することができる。[Effects of the Invention] As detailed above, according to the present invention, it is possible to perform stable drive control according to the position controlled by the gripping portion, thereby realizing highly safe work, and It is possible to provide a manipulator control device that can contribute to improved weight reduction of the manipulator.
第1図はこの発明の一実施例に係るマニピュレータの制
御装置を示すブロック図、第2図は第1図の電流制限回
路の詳細を示す回路図、第3図は従来の問題点を説明す
るために示したマニピュレータを示す構成図である。
10・・・ねじり肩関節、11・・・取付は溝体、12
・・・曲げ肩関節、13・・・曲げ肘関節、14・・・
曲げ手首関節、15.16・・・アーム、17・・・握
持部、20〜22・・・角度センサ、23・・・演算部
、24・・・電流制限回路、24a・・・切換え部、2
5・・・駆動モータ、25a・・・回転角センサ、25
b・・・減速機、26・・・電流検出器、27・・・増
幅器、28・・・マニピュレータ制御部、29・・・減
算器。
出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
第3図FIG. 1 is a block diagram showing a control device for a manipulator according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram showing details of the current limiting circuit in FIG. 1, and FIG. 3 explains problems with the conventional method. FIG. 2 is a configuration diagram showing a manipulator shown for this purpose. 10... Torsional shoulder joint, 11... Groove body for installation, 12
...bending shoulder joint, 13...bending elbow joint, 14...
Bending wrist joint, 15.16...Arm, 17...Gripping part, 20-22...Angle sensor, 23...Calculating unit, 24...Current limiting circuit, 24a...Switching unit ,2
5... Drive motor, 25a... Rotation angle sensor, 25
b...Reducer, 26...Current detector, 27...Amplifier, 28...Manipulator control unit, 29...Subtractor. Applicant's agent Patent attorney Takehiko Suzue Figure 3
Claims (1)
持部を設けてなるマニピュレータの制御装置において、
前記曲げ関節の曲げ角度を検出する検出手段と、この検
出手段で検出した角度信号より前記ねじり関節と握持部
との間隔を検出してねじり関節駆動用電流の電流制限レ
ベル選択信号を生成する演算手段と、この演算手段の前
記電流制限レベル選択信号に対応して前記電流を切換え
制御する駆動電流制限手段とを具備したことを特徴とす
るマニピュレータの制御装置。In a control device for a manipulator, a control device for a manipulator is provided with a grip portion for a workpiece via a plurality of bending joints with respect to a torsion joint,
a detection means for detecting the bending angle of the bending joint, and a distance between the torsion joint and the grip portion detected by the angle signal detected by the detection means to generate a current limit level selection signal for a current for driving the torsion joint. A control device for a manipulator, comprising: a calculation means; and a drive current limit means for switching and controlling the current in response to the current limit level selection signal of the calculation means.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14825388A JPH01316189A (en) | 1988-06-17 | 1988-06-17 | Controller for manipulator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14825388A JPH01316189A (en) | 1988-06-17 | 1988-06-17 | Controller for manipulator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01316189A true JPH01316189A (en) | 1989-12-21 |
Family
ID=15448654
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14825388A Pending JPH01316189A (en) | 1988-06-17 | 1988-06-17 | Controller for manipulator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01316189A (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61217802A (en) * | 1985-03-23 | 1986-09-27 | Omron Tateisi Electronics Co | Robot controller |
JPS62264891A (en) * | 1986-05-12 | 1987-11-17 | 株式会社東芝 | Controller for robot |
JPS6368390A (en) * | 1986-09-08 | 1988-03-28 | 株式会社東芝 | Controller for industrial robot |
-
1988
- 1988-06-17 JP JP14825388A patent/JPH01316189A/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61217802A (en) * | 1985-03-23 | 1986-09-27 | Omron Tateisi Electronics Co | Robot controller |
JPS62264891A (en) * | 1986-05-12 | 1987-11-17 | 株式会社東芝 | Controller for robot |
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