JPH06278081A - 衝突防止機能付ロボットアーム - Google Patents
衝突防止機能付ロボットアームInfo
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- JPH06278081A JPH06278081A JP6802393A JP6802393A JPH06278081A JP H06278081 A JPH06278081 A JP H06278081A JP 6802393 A JP6802393 A JP 6802393A JP 6802393 A JP6802393 A JP 6802393A JP H06278081 A JPH06278081 A JP H06278081A
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- Japan
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- robot arm
- collision
- stress
- collision prevention
- prevention function
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 障害物との衝突に際しての衝撃を十分に緩和
でき、ロボットアーム及び障害物の双方の機械的損傷を
最小限に抑制し得る衝突防止機能付ロボットアームを提
供するものである。 【構成】 ロボットアーム７の外側には触感スリーブ１
が弾性結合され、この触感スリーブ１のロボットアーム
７に対する支持部１ａ，１ｂには応力の発生を検出して
応力信号を出力する複数の応力センサ３ａ〜３ｄ，３ｅ
〜３ｈがそれぞれ取り付けられている。各応力センサ３
ａ〜３ｈに接続されたアーム位置制御装置４では、応力
信号に基づいて衝撃検出部４ａにて衝突の有無と衝突の
方向とを含む衝突検出信号を出力し、この衝突検出信号
に基づいて衝撃防止制御部４ｂにて触感スリーブ１に生
じた応力を判定した後、その応力の方向とは逆方向にロ
ボットアーム７を位置制御する。
でき、ロボットアーム及び障害物の双方の機械的損傷を
最小限に抑制し得る衝突防止機能付ロボットアームを提
供するものである。 【構成】 ロボットアーム７の外側には触感スリーブ１
が弾性結合され、この触感スリーブ１のロボットアーム
７に対する支持部１ａ，１ｂには応力の発生を検出して
応力信号を出力する複数の応力センサ３ａ〜３ｄ，３ｅ
〜３ｈがそれぞれ取り付けられている。各応力センサ３
ａ〜３ｈに接続されたアーム位置制御装置４では、応力
信号に基づいて衝撃検出部４ａにて衝突の有無と衝突の
方向とを含む衝突検出信号を出力し、この衝突検出信号
に基づいて衝撃防止制御部４ｂにて触感スリーブ１に生
じた応力を判定した後、その応力の方向とは逆方向にロ
ボットアーム７を位置制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ロボットアームと障害
物との衝突を防止する衝突防止装置を含む衝突防止機能
付ロボットアームに関する。
物との衝突を防止する衝突防止装置を含む衝突防止機能
付ロボットアームに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ロボットアームの衝突防止装置に
は、図２に示す如く特開平３−４９８８６号公報に開示
されたものや、図３に示す如く特開平２−２９２１８６
号公報に開示されたもの等がある。
は、図２に示す如く特開平３−４９８８６号公報に開示
されたものや、図３に示す如く特開平２−２９２１８６
号公報に開示されたもの等がある。
【０００３】図２に示す衝突防止装置では、ロボットア
ーム７に取り付けられた力センサ２０（エンドエフェク
タ３０を含む）から得られる力検出信号の出力値を予め
定められた閾値との間で比較することによって衝突の有
無を識別し、ロボットアーム７に対して移動制御を行わ
せている。
ーム７に取り付けられた力センサ２０（エンドエフェク
タ３０を含む）から得られる力検出信号の出力値を予め
定められた閾値との間で比較することによって衝突の有
無を識別し、ロボットアーム７に対して移動制御を行わ
せている。
【０００４】一方、図３に示す衝突防止装置では、ロボ
ットアーム７に衝突時の衝撃を吸収するための緩衝部材
８を被覆させている。
ットアーム７に衝突時の衝撃を吸収するための緩衝部材
８を被覆させている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述した図２に示す衝
突防止装置の場合、実際にロボットアームに障害物が衝
突して応力が加わり、更に制御系の動作によってロボッ
トアームの動きを停止，或いは接触回避させるまでにか
なりの時間的遅れがあるため、ロボットアームと障害物
との間には相当な力が加わることが予想される。こうし
た場合、ロボットアーム及び障害物の双方が大きく機械
的損傷を被ってしまう危険性がある。
突防止装置の場合、実際にロボットアームに障害物が衝
突して応力が加わり、更に制御系の動作によってロボッ
トアームの動きを停止，或いは接触回避させるまでにか
なりの時間的遅れがあるため、ロボットアームと障害物
との間には相当な力が加わることが予想される。こうし
た場合、ロボットアーム及び障害物の双方が大きく機械
的損傷を被ってしまう危険性がある。
【０００６】又、図３に示す衝突防止装置の場合、単に
衝撃を吸収するのみの機能であるため、衝突に至るロボ
ットアームの動きを回避することができない。このた
め、衝突後は更にロボットアームが機械的に干渉する状
態で動き続けて準静的な応力が加えられ、この場合にも
ロボットアーム及び障害物の双方が大きく機械的損傷を
被ってしまう危険性がある。
衝撃を吸収するのみの機能であるため、衝突に至るロボ
ットアームの動きを回避することができない。このた
め、衝突後は更にロボットアームが機械的に干渉する状
態で動き続けて準静的な応力が加えられ、この場合にも
ロボットアーム及び障害物の双方が大きく機械的損傷を
被ってしまう危険性がある。
【０００７】本発明は、かかる問題点を解決すべくなさ
れたもので、その技術的課題は、障害物との衝突に際し
ての衝撃を十分に緩和でき、ロボットアーム及び障害物
の双方の機械的損傷を最小限に抑制し得る衝突防止機能
付ロボットアームを提供することにある。
れたもので、その技術的課題は、障害物との衝突に際し
ての衝撃を十分に緩和でき、ロボットアーム及び障害物
の双方の機械的損傷を最小限に抑制し得る衝突防止機能
付ロボットアームを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、ロボッ
トアームと障害物との衝突を防止する衝突防止装置を含
む衝突防止機能付ロボットアームにおいて、衝突防止装
置は、ロボットアームの外側の触感スリーブと、触感ス
リーブをロボットアームに弾性的に支持した支持部と、
支持部に生じた応力を表わす応力信号を出力する応力セ
ンサと、応力信号に基づいてロボットアームの位置制御
を行うアーム位置制御装置とを含む衝突防止機能付ロボ
ットアームが得られる。
トアームと障害物との衝突を防止する衝突防止装置を含
む衝突防止機能付ロボットアームにおいて、衝突防止装
置は、ロボットアームの外側の触感スリーブと、触感ス
リーブをロボットアームに弾性的に支持した支持部と、
支持部に生じた応力を表わす応力信号を出力する応力セ
ンサと、応力信号に基づいてロボットアームの位置制御
を行うアーム位置制御装置とを含む衝突防止機能付ロボ
ットアームが得られる。
【０００９】又、本発明によれば、上記衝突防止機能付
ロボットアームにおいて、アーム位置制御装置は、応力
信号に基づいて触感スリーブと障害物との衝突の発生を
検出する衝突検出部と、該衝突の発生時にロボットアー
ムを応力を減じる向きに動かすアーム駆動部とを含む衝
突防止機能付ロボットアームが得られる。
ロボットアームにおいて、アーム位置制御装置は、応力
信号に基づいて触感スリーブと障害物との衝突の発生を
検出する衝突検出部と、該衝突の発生時にロボットアー
ムを応力を減じる向きに動かすアーム駆動部とを含む衝
突防止機能付ロボットアームが得られる。
【００１０】更に、本発明によれば、上記衝突防止機能
付ロボットアームにおいて、触感スリーブは、互いに対
向する側面を有すると共に、該各側面を前記支持部と
し、前記応力センサは、前記各側面に互いに対向する対
構成で複数設けられた衝突防止機能付ロボットアームが
得られる。
付ロボットアームにおいて、触感スリーブは、互いに対
向する側面を有すると共に、該各側面を前記支持部と
し、前記応力センサは、前記各側面に互いに対向する対
構成で複数設けられた衝突防止機能付ロボットアームが
得られる。
【００１１】加えて、本発明によれば、上記衝突防止機
能付ロボットアームにおいて、アーム位置制御装置は、
更に複数の応力センサのうちの水平面上に置かれる一方
の対構成のものの応力信号の和から他方の対構成のもの
の応力信号の和を差し引いた水平方向差値，及び垂直面
上に置かれる一方の対構成のものの応力信号の和から他
方の対構成のものの応力信号の和を差し引いた垂直方向
差値に基づいてロボットアームにおける衝突を検出して
衝突検出信号を出力する衝突検出部と、衝突検出信号に
基づいてロボットアームの位置制御を行う衝突防止制御
部とを含む衝突防止機能付ロボットアームが得られる。
能付ロボットアームにおいて、アーム位置制御装置は、
更に複数の応力センサのうちの水平面上に置かれる一方
の対構成のものの応力信号の和から他方の対構成のもの
の応力信号の和を差し引いた水平方向差値，及び垂直面
上に置かれる一方の対構成のものの応力信号の和から他
方の対構成のものの応力信号の和を差し引いた垂直方向
差値に基づいてロボットアームにおける衝突を検出して
衝突検出信号を出力する衝突検出部と、衝突検出信号に
基づいてロボットアームの位置制御を行う衝突防止制御
部とを含む衝突防止機能付ロボットアームが得られる。
【００１２】
【作用】本発明の衝突防止装置においては、ロボットア
ームの外側に弾性支持された触感用スリーブの支持部に
応力センサを取り付け、アーム位置制御装置にて応力セ
ンサからの応力信号に基づいて触感用スリーブに生じる
応力を判定した後、応力の方向とは逆方向にロボットア
ームを位置制御している。
ームの外側に弾性支持された触感用スリーブの支持部に
応力センサを取り付け、アーム位置制御装置にて応力セ
ンサからの応力信号に基づいて触感用スリーブに生じる
応力を判定した後、応力の方向とは逆方向にロボットア
ームを位置制御している。
【００１３】
【実施例】以下に実施例を挙げ、本発明の衝突防止機能
付ロボットアームについて、図面を参照して詳細に説明
する。図１は、本発明の一実施例に係る衝突防止機能付
ロボットアームの基本構成を示したものである。
付ロボットアームについて、図面を参照して詳細に説明
する。図１は、本発明の一実施例に係る衝突防止機能付
ロボットアームの基本構成を示したものである。
【００１４】この衝突防止機能付ロボットアームの衝突
防止装置は、互いに対向する側面（底面）を支持部１
ａ，１ｂとし、且つロボットアーム７の外側にその中空
部分で弾性結合された中空円筒状の触感スリーブ１と、
この触感スリーブ１の支持部１ａ，１ｂにぞれぞれ取り
付けられた複数の応力センサ３ａ〜３ｄ，３ｅ〜３ｈ
と、各応力センサ３ａ〜３ｈに接続されると共に、ロボ
ットアーム７の位置制御を行うアーム位置制御装置４と
を含む構成になっている。
防止装置は、互いに対向する側面（底面）を支持部１
ａ，１ｂとし、且つロボットアーム７の外側にその中空
部分で弾性結合された中空円筒状の触感スリーブ１と、
この触感スリーブ１の支持部１ａ，１ｂにぞれぞれ取り
付けられた複数の応力センサ３ａ〜３ｄ，３ｅ〜３ｈ
と、各応力センサ３ａ〜３ｈに接続されると共に、ロボ
ットアーム７の位置制御を行うアーム位置制御装置４と
を含む構成になっている。
【００１５】このうち、応力センサ３ａ〜３ｄ，３ｅ〜
３ｈは、図示の如く支持部１ａ，１ｂに互いに対向する
対構成（３ａ及び３ｅ，３ｂ及び３ｆ，３ｃ及び３ｇ，
３ｃ及び３ｇ，３ｄ及び３ｈという組み）で複数設けら
れ、支持部１ａ，１ｂに生じた弾性歪応力を検出して応
力信号を出力する。又、アーム位置制御装置４は、入力
された応力信号に応じて支持部１ａ，１ｂに生じた応力
の方向とは逆方向にロボットアーム７を位置制御する。
３ｈは、図示の如く支持部１ａ，１ｂに互いに対向する
対構成（３ａ及び３ｅ，３ｂ及び３ｆ，３ｃ及び３ｇ，
３ｃ及び３ｇ，３ｄ及び３ｈという組み）で複数設けら
れ、支持部１ａ，１ｂに生じた弾性歪応力を検出して応
力信号を出力する。又、アーム位置制御装置４は、入力
された応力信号に応じて支持部１ａ，１ｂに生じた応力
の方向とは逆方向にロボットアーム７を位置制御する。
【００１６】このアーム位置制御装置４は、更に各応力
センサ３ａ〜３ｈのうちの水平面上に置かれる一方の対
構成のものの応力信号の和から他方の対構成のものの応
力信号の和を差し引いた水平方向Ｈ差値ＦH ［ＦH ＝
（３ｂ＋３ｆ）−（３ｄ＋３ｈ）として表わされる］，
及び垂直面上に置かれる一方の対構成のものの応力信号
の和から他方の対構成のものの応力信号の和を差し引い
た垂直方向Ｖ差値ＦV ［ＦV ＝（３ａ＋３ｅ）−（３ｃ
＋３ｇ）として表わされる］に基づいてロボットアーム
７における衝突を検出して衝突検出信号を出力する衝突
検出部４ａと、この衝突検出部４ａからの衝突検出信号
に基づいてロボットアーム７の位置制御を行う衝突防止
制御部４ｂとを含んでいる。
センサ３ａ〜３ｈのうちの水平面上に置かれる一方の対
構成のものの応力信号の和から他方の対構成のものの応
力信号の和を差し引いた水平方向Ｈ差値ＦH ［ＦH ＝
（３ｂ＋３ｆ）−（３ｄ＋３ｈ）として表わされる］，
及び垂直面上に置かれる一方の対構成のものの応力信号
の和から他方の対構成のものの応力信号の和を差し引い
た垂直方向Ｖ差値ＦV ［ＦV ＝（３ａ＋３ｅ）−（３ｃ
＋３ｇ）として表わされる］に基づいてロボットアーム
７における衝突を検出して衝突検出信号を出力する衝突
検出部４ａと、この衝突検出部４ａからの衝突検出信号
に基づいてロボットアーム７の位置制御を行う衝突防止
制御部４ｂとを含んでいる。
【００１７】即ち、衝突検出部４ａでは、各応力センサ
３ａ〜３ｈからの応力信号に基づいて座標変換処理と閾
値処理とを行うことにより、衝突の有無と衝突時の衝突
方向とを含む衝突検出信号を出力する。又、衝突防止制
御部４ｂでは、衝突検出信号における衝突の有無と衝突
時の衝突方向との双方の結果に基づいて、実際に衝突が
発生したと判断した場合にロボットアーム７を衝突発生
方向より反対方向に移動させるべく、ロボットアーム７
用のアーム駆動制御部（図示せず）へ位置制御信号Ｌを
出力する。従って、アーム駆動制御部はアーム位置制御
装置４に含まれるものとみなすこともできる。
３ａ〜３ｈからの応力信号に基づいて座標変換処理と閾
値処理とを行うことにより、衝突の有無と衝突時の衝突
方向とを含む衝突検出信号を出力する。又、衝突防止制
御部４ｂでは、衝突検出信号における衝突の有無と衝突
時の衝突方向との双方の結果に基づいて、実際に衝突が
発生したと判断した場合にロボットアーム７を衝突発生
方向より反対方向に移動させるべく、ロボットアーム７
用のアーム駆動制御部（図示せず）へ位置制御信号Ｌを
出力する。従って、アーム駆動制御部はアーム位置制御
装置４に含まれるものとみなすこともできる。
【００１８】この衝突防止機能付ロボットアームにおい
ては、移動動作中に障害物との衝突があっても、ロボッ
トアーム７自体に弾性を有する触感スリーブ１が設けら
れ、しかもアーム位置制御装置４にて各応力センサ３ａ
〜３ｈからの応力信号に基づいて触感用スリーブ１に生
じる応力を判定した後、応力の方向とは逆方向にロボッ
トアーム７を迅速に位置制御するため、障害物との衝突
に際して衝撃が十分に吸収され、ロボットアーム７と障
害物との双方が大きく機械的損傷を被る前に、位置移動
がなされて機械的損傷が回避される。
ては、移動動作中に障害物との衝突があっても、ロボッ
トアーム７自体に弾性を有する触感スリーブ１が設けら
れ、しかもアーム位置制御装置４にて各応力センサ３ａ
〜３ｈからの応力信号に基づいて触感用スリーブ１に生
じる応力を判定した後、応力の方向とは逆方向にロボッ
トアーム７を迅速に位置制御するため、障害物との衝突
に際して衝撃が十分に吸収され、ロボットアーム７と障
害物との双方が大きく機械的損傷を被る前に、位置移動
がなされて機械的損傷が回避される。
【００１９】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の衝突防
止機能付ロボットアームによれば、触感用スリーブをロ
ボットアームに弾性支持させ、ロボットアームと障害物
との衝突の際に生ずる弾性歪応力を計測することによっ
て衝突の方向を検出し、これを回避する方向にロボット
アームを位置制御しているので、衝突時の衝撃力が吸収
されて緩和される上、その後の機械的な接触により生ず
る準静的な応力も回避されるので、ロボットアームと障
害物との衝突による機械的損傷が最小限に抑えられるよ
うになる。これにより、ロボットアームと障害物との大
きな衝突や、それに伴う接触事故発生等の危険が確実に
防止される。
止機能付ロボットアームによれば、触感用スリーブをロ
ボットアームに弾性支持させ、ロボットアームと障害物
との衝突の際に生ずる弾性歪応力を計測することによっ
て衝突の方向を検出し、これを回避する方向にロボット
アームを位置制御しているので、衝突時の衝撃力が吸収
されて緩和される上、その後の機械的な接触により生ず
る準静的な応力も回避されるので、ロボットアームと障
害物との衝突による機械的損傷が最小限に抑えられるよ
うになる。これにより、ロボットアームと障害物との大
きな衝突や、それに伴う接触事故発生等の危険が確実に
防止される。
【図１】本発明の一実施例に係る衝突防止機能付ロボッ
トアームの要部構成を示したものである。
トアームの要部構成を示したものである。
【図２】従来の衝突防止機能付ロボットアームの要部構
成を示したものである。
成を示したものである。
【図３】従来の他の衝突防止機能付ロボットアームの要
部構成を示したものである。
部構成を示したものである。
１ 触感用スリーブ １ａ，１ｂ 支持部 ３ａ〜３ｇ 応力センサ ４ アーム位置制御装置 ４ａ 衝突検出部 ４ｂ 衝突防止制御部 ７ ロボットアーム
Claims (4)
- 【請求項１】 ロボットアームと障害物との衝突を防止
する衝突防止装置を含む衝突防止機能付ロボットアーム
において、前記衝突防止装置は、前記ロボットアームの
外側の触感スリーブと、前記触感スリーブを前記ロボッ
トアームに弾性的に支持した支持部と、前記支持部に生
じた応力を表わす応力信号を出力する応力センサと、前
記応力信号に基づいて前記ロボットアームの位置制御を
行うアーム位置制御装置とを含むことを特徴とする衝突
防止機能付ロボットアーム。 - 【請求項２】 請求項１記載の衝突防止機能付ロボット
アームにおいて、前記アーム位置制御装置は、前記応力
信号に基づいて前記触感スリーブと前記障害物との衝突
の発生を検出する衝突検出部と、該衝突の発生時に前記
ロボットアームを前記応力を減じる向きに動かすアーム
駆動部とを含むことを特徴とする衝突防止機能付ロボッ
トアーム。 - 【請求項３】 請求項１記載の衝突防止機能付ロボット
アームにおいて、前記触感スリーブは、互いに対向する
側面を有すると共に、該各側面を前記支持部とし、前記
応力センサは、前記各側面に互いに対向する対構成で複
数設けられたことを特徴とする衝突防止機能付ロボット
アーム。 - 【請求項４】 請求項３記載の衝突防止機能付ロボット
アームにおいて、前記アーム位置制御装置は、更に前記
複数の応力センサのうちの水平面上に置かれる一方の対
構成のものの応力信号の和から他方の対構成のものの応
力信号の和を差し引いた水平方向差値，及び垂直面上に
置かれる一方の対構成のものの応力信号の和から他方の
対構成のものの応力信号の和を差し引いた垂直方向差値
に基づいて前記ロボットアームにおける衝突を検出して
衝突検出信号を出力する衝突検出部と、前記衝突検出信
号に基づいて前記ロボットアームの位置制御を行う衝突
防止制御部とを含むことを特徴とする衝突防止機能付ロ
ボットアーム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5068023A JPH08393B2 (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | 衝突防止機能付ロボットアーム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5068023A JPH08393B2 (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | 衝突防止機能付ロボットアーム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06278081A true JPH06278081A (ja) | 1994-10-04 |
| JPH08393B2 JPH08393B2 (ja) | 1996-01-10 |
Family
ID=13361805
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5068023A Expired - Lifetime JPH08393B2 (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | 衝突防止機能付ロボットアーム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08393B2 (ja) |
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