JPH0651819A

JPH0651819A - ロボット装置

Info

Publication number: JPH0651819A
Application number: JP20128692A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Nakada; 康之中田; Mitsuru Shiraishi; 満白石
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1992-07-28
Filing date: 1992-07-28
Publication date: 1994-02-25

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】回転軸を有する部材を把持して回転軸を中心
に回転させるロボット装置に関し、部材の正確な位置へ
のセット、オペレータによる軌道データ等の教示なしに
クランク回し動作を実行する。【構成】クランク回し動作の軌道を決定するために、
ロボット部２９の把持部３１と対象物３０との間の接触
力、把持部３１が通過した点の位置、オペレータが指定
した軌道平面から、円軌道の法線方向を力制御方向、接
線方向を位置制御方向とする作業座標系を算出する作業
座標系算出部２６を備える。作業座標系算出部２６は、
初期軌道算出部２６ａ及び中心位置算出部２６ｂから成
る。初期軌道算出部２６ａでは、ロボットの先端と把持
部材間の接触力から円軌道の法線方向と接線方向をリア
ルタイムで算出する。中心位置算出部２６ｂではロボッ
トの先端が通過した点からクランク中心の位置を推定
し、円軌道の法線方向、接線方向を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はロボット装置に係り、特
に回転軸を有する部材を把持して、回転軸を中心に回転
させるロボット装置に関する。

【０００２】回転軸を有する部材の適当な箇所を持ち、
軸を中心として円軌道を描く動作は、クランク回し動作
と呼ばれる。クランク回し動作には、例えば、レンチに
よるネジの締結動作、ドアの開閉動作、ラップトップパ
ソコンの蓋の開閉動作等がある。

【０００３】疲労試験等の作業でこのようなクランク回
し動作をくり返し、行なう必要がある。このため、クラ
ンク回し動作を行い得るロボット装置が要求されてい
る。

【０００４】

【従来の技術】ロボット装置には大別して位置制御型ロ
ボット装置、及び、力制御型ロボット装置がある。位置
制御型ロボット装置は動作実行前に予め対象物に把持等
の操作を行なうハンド等の制御対象の対象物に対する相
対位置把持位置等の位置決めを行っておき、動作実行時
に制御対象に予め教示した動作を行なわせる。

【０００５】例えば、位置制御型ロボットでクランク回
し動作を行う場合、制御対象部材と操作部との相対位置
及び把持位置の位置決めを正確に行い、操作部を回転さ
せるべき円軌道上で移動する必要がある。

【０００６】次に力制御型ロボット装置について説明す
る。図１２は力制御型ロボット装置のブロック構成図を
示す。

【０００７】制御装置の位置検出部１，位置制御部２，
モータ等よりなり把持部４を駆動させる。操作部３で
は、把持部４を動作シーケンス生成部５から指示される
目標位置に従って移動する位置フィードバックループを
形成する。また、力検出部６，力制御部７，操作部３で
は、力検出部６で検出したロボットの把持部４と対象物
８との接触力が動作シーケンス生成部５から生成される
目標力に一致するように力制御を行うフィードバックル
ープを形成する。位置フィードバックループ及び力フィ
ードバックループによりハンド等の把持部４の位置、及
び把持部４と対象物８との接触力を検出し、目標位置、
目標力に追従するようにロボットの関節を駆動してい
た。なお、このとき、力制御型ロボットでは、位置の制
御方向と力制御の方向が直交するように制御される。

【０００８】次に、従来のロボット装置の動作を説明す
る。図１３は、クランク回し動作の説明図を示す。クラ
ンク回し動作では、例えばａ点からクランク回しを開始
するとき、Ｘ軸方向は目標力ゼロの力制御、Ｙ軸方向は
目標位置ｂ_yの位置制御を行う。このとき、ロボットの
把持部４は、位置制御によってｂ’へ移動するように制
御される。しかし、対象物８が回転軸９に固定されてい
るため、接触力が働き、目標力ゼロの力フィードバック
ループの作用で、実際には点ｂへ移動する。同様の動作
を点ｂからｃ，点ｃから点ｄ，点ｄから点ａ，において
実行すると、ロボットの把持部４は円軌道を描き、クラ
ンク動作が行なわれる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、位置制御型
ロボット装置では部材にクランク回し動作を行なわせる
場合、部材とロボットの相対位置及び把持位置の位置決
めを正確に行い、あらかじめ教示した円軌道を移動する
必要があるため、部材の指定箇所へのセット、ロボット
への円軌道の教示等、実際にクランク回し動作を実行す
るまでにオペレータが煩雑な作業をする必要があった。

【００１０】また、力制御型ロボットを用いてクランク
回し動作を行うと、位置制御型ロボットで行ったよう
な、部材の正確な位置決めや円軌道の教示を行う必要は
なくなるが、進行方向と力制御方向の切り換え点の教示
が必要であり、全自動でクランク回し動作を実行するこ
とはできない等の問題点があった。

【００１１】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、部材の正確な位置へのセット、オペレータによる軌
道データ等の教示なしに、クランク回し動作を実行する
ロボット装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理図を
示す。本発明は、回転軸に回転自在に支持された駆動対
象物１１を駆動部１２で把持して、駆動部１２を移動さ
せることにより駆動対象物１１を回転軸を中心に回転さ
せる。

【００１３】位置検出部１４は、前記駆動部１２の位置
を検出する。

【００１４】接触力検出部１５は、前記駆動部１２の前
記駆動対象物１１との接触力を検出する。

【００１５】第１の駆動方向算出手段１６は、前記接触
力検出部１５で検出された接触力に基づいて前記駆動対
象物１１との接触力が所定の値となる前記駆動部１２の
駆動方向を算出する。

【００１６】第２の駆動方向算出手段１７は、前記位置
検出部１４で検出された検出位置に基づいて前記駆動対
象物１１の回転中心を算出し、該算出回転中心に基づい
て前記駆動部１２の駆動方向を算出する。

【００１７】駆動制御手段１８は、前記第１の駆動方向
算出手段１６及び前記第２の駆動方向算出手段１７のど
ちらか一方で算出された前記駆動部１２の駆動方向に応
じて前記駆動部１２を駆動制御する。

【００１８】

【作用】ロボットと部材間の接触力、ロボット先端が通
過した点の位置、オペレータが指定した軌道平面から、
第１及び第２の駆動方向算出部によりクランク回し動作
の軌道を決定するため円軌道の法線方向を力制御方向、
接線方向を位置制御方向とする作業座標系を算出する。
第１の算出部では、駆動部と駆動対象物間との間の接触
力から円軌道の法線方向と接線方向をリアルタイムで算
出する。第２の駆動方向算出部では、駆動部が通過した
点からクランク中心の位置を算出し、駆動部の駆動方向
を算出する。駆動部の回転角に応じて駆動部の駆動方向
の算出値を、初めは第１の駆動方向算出部と第２駆動方
向算出部で算出した算出値を選択する。

【００１９】従って、力制御によりクランク回し動作が
実行され、ある程度回転し、クランク回し動作の回転中
心が検出できるようになった後には回転中心より円軌道
を算出する。このため、クランク中心の位置、法線方
向、接線方向を自動的に算出し、算出したパラメータを
基にロボットの位置、力を制御することで、クランク回
し動作を行うことができ、オペレータによる教示作業を
軽減することができる。

【００２０】

【実施例】図２は本発明の一実施例のブロック構成図を
示す。本実施例のロボット装置では従来と同様位置フィ
ードバックループ、力フィードバックループが形成され
ている。まず、位置検出部２１，位置制御部２２，操作
部２３により動作シーケンス生成部からの目標位置に追
従するように制御する位置フィードバックループが形成
され、力検出部２４，力制御部２５，操作部２３により
動作シーケンス生成部からの目標力に追従するように制
御する力フィードバックループが形成される。作業座標
系算出部２６は、動作開始直後の軌道を算出する初期軌
道算出部及びクランク中心の位置を推定する中心位置算
出部を内包する。算出モード選択部２７は動作の進行状
態に応じて円軌道あるいは中心位置の推定方法を切り換
える。動作シーケンス生成部２８はオペレータが指示し
た作業指令を基に作業を実行するための制御指令を生成
する。

【００２１】動作シーケンス生成部２８は、力指令Ｆ₀
の発生、力制御パラメータの転送、位置指令Ｘ₀の発
生、位置制御パラメータの転送、位置制御、力制御の切
り換え、クランク回しの軌道を決定するベクトルの設
定、を行う。また、動作シーケンス生成部２８には、オ
ペレータにより作業のための動作手順が設定される。

【００２２】位置検出部２１はロボット部２９の関節部
のモータの回転角を検出するエンコーダ及びカウンタ
（図示せず）と、回転角から基準座標系へ座標を変換す
る座標変換部（図示せず）からなり、基準座標系でのロ
ボット部２９の対象物３０を把持する把持部３１の位置
を検出する。力検出部２４は、ロボットアームの先端に
接続された力覚センサと、力覚センサで検出された電気
信号から基準座標系における接触力を算出する力信号算
出部から成り、基準座標系での接触力を検出する。基準
座標系での接触力の算出方法は後述する。ロボット部２
９は操作部２３によって駆動される。操作部２３は、サ
ーボ・モータ、パワー・アンプ、Ｄ／Ａコンバータ、補
償器で構成され、位置制御部２２，力制御部２５で生成
された基準座標系での速度指令に追従するように、ロボ
ットの関節部を駆動する。

【００２３】また、位置制御部２２は、位置検出部２１
で検出されたロボット部２９の把持部３１の先端位置Ｘ
と動作シーケンス生成部２８から与えられた目標位置Ｘ
₀，動作時間及び位置制御ゲイン等の位置制御パラメー
タに基づいて、位置制御方向の速度指令信号Ｖ_pを発す
る。力制御部２５は、力検出部２４で検出した力信号
と、設定力（力指令Ｆ₀）及び力制御パラメータに基づ
いて力制御方向の速度指令信号Ｖ_fを発する。

【００２４】位置フィードバックループ及び、力フィー
ドバックループは従来例と同様の動作を行う。作業座標
系算出部２６は、クランク回し動作の制御方向を算出
し、初期軌道算出部２６ａ及び中心位置算出部２６ｂか
ら成る。初期軌道算出部２６ａでは、ロボットの先端と
把持部材間の接触力から円軌道の法線方向と接線方向を
リアルタイムで算出する。中心位置算出部２６ｂでは、
ロボットの先端が通過した点からクランク中心の位置を
推定し、円軌道の法線方向、接線方向を算出する。動作
シーケンス生成部２８では、作業座標系算出部２６で算
出された法線方向へは力制御指令を、接線方向には位置
制御指令を生成する。算出モード選択部２７は、円軌道
の法線方向、接線方向の算出を初期軌道算出部２６ａと
中心位置算出部２６ｂのどちらで行うかを、ロボット先
端の位置・力の条件から選択する。以上のように、クラ
ンク中心の位置、法線方向、接線方向を自動的に算出
し、算出したパラメータを基にロボットの位置、力を制
御することで、クランク回し動作を行う。

【００２５】次に、本実施例の各部の動作の詳細につい
て述べる。

【００２６】まず、作業座標系算出部２６について説明
する。作業座標系は、クランク回し動作の制御方向を表
すために用いられ、ロボット部２９の先端に設けられた
把持部３１の把持中心（ハンドの中心）を原点とし、対
象物３０の円軌道の法線方向をＸ軸、接線方向をＺ軸、
Ｘ軸とＺ軸に直交する方向をＹ軸として定義し、各軸を
制御方向と対応付ける。

【００２７】従って、Ｘ軸：力制御方向Ｙ軸：目標力ゼロの力制御方向Ｚ軸：ロボットの進行方向となる。作業座標系のＸ，Ｙ，Ｚ軸のそれぞれの単位ベ
クトルをｎ_L，ｏ_L，ａ _Lと置き、単位ベクトルを求め
ることで座標系を決定する。

【００２８】まず、初期軌道算出部２６ａにおける作業
座標系の算出方法について説明する。把持部３１と対象
物３０間の接触力ベクトル^oＦ_f1wは

【００２９】

【数１】

【００３０】で表わされる。（ここで、^oは単位ベクト
ルであることを示し、f1w は接触力を示す）。これを用
いて円軌道の法線方向の単位ベクトル^oｎ_L（なお、こ
こで、Ｌは作業座標系であることを示す）を求めると、

【００３１】

【数２】

【００３２】となる。単位ベクトル^oａ_Lは、オペレー
タが指示した軌道平面を指定する軌道平面指定ベクトル
^oｏ_opを元に算出する。^oｎ_Lと^oｏ_op（opは指令され
たことを示す）からベクトル^oａ_Lを求めると、

【００３３】

【数３】

【００３４】である。このとき、もう一つの力制御方向
の単位ベクトル^oｏ_Lには、オペレータが指示した^oｏ
_opを用いる。従って、^oｏ_L＝^oｏ_opとすることができ
る。

【００３５】以上の動作をまとめると初期軌道算出部２
６ａでは図３に示す計算が行われることになる。

【００３６】次に、中心位置算出部２６ｂにおける作業
座標系の算出方法について説明する。中心位置の算出
は、次の２つの方法で行われる。

【００３７】ロボットの先端が通過した円軌道上の適当
な３点から概略的に中心位置を算出する方法と、ロボッ
トの先端が通過した円軌道の直径の端点から正確な中心
位置を算出する方法とを有する。円軌道が基準座標系の
ＸＹ平面上で描かれるときに、上記２つの方法を用いて
中心位置を算出する。

【００３８】まず、３点から回転中心を算出する方法に
ついて説明する。

【００３９】ロボットが既にクランク回し動作を開始し
ているとき、ロボットのクランク回し動作の開始位置を
Ｐ₁（ｘ₁，ｙ₁）、サンプリング時間ｔ₁後の位置を
Ｐ₂（ｘ₂，ｙ₂）、現在の位置をＰ₃（ｘ₃，ｙ₃）
とおく。このとき、円の中心位置Ｐ₀（ｘ₀，ｙ₀）
は、

【００４０】

【数４】

【００４１】より求めることができる。

【００４２】次に直径端点から回転中心を求める方法に
ついて説明する。

【００４３】ロボット部２９の把持部３１がクランク回
し動作で円軌道上を半回転したとき、直径の一方の端点
をＰ₄（ｘ₄，ｙ₄）、もう一方の端点をＰ₅（ｘ₅，
ｙ₅）とおく。このとき、円の中心位置Ｐ₀（ｘ₀，ｙ
₀）は、

【００４４】

【数５】

【００４５】で求めることができる。

【００４６】中心位置Ｐ₀（ｘ₀，ｙ₀，ｚ₁）と現在
位置Ｐ₃（ｘ₃，ｙ₃，ｚ₁）から法線方向の単位ベク
トル^oｎ_Lを求めると、

【００４７】

【数６】

【００４８】で求められる。単位ベクトル^oａ_Lは、初
期軌道算出部２６ａと同様の方法で求められる。従っ
て、^oｎ_Lとオペレータが指示した軌道平面を指定する
軌道平面指定ベクトル^oｏ_opからベクトル^oａ_Lを求め
ると、

【００４９】

【数７】

【００５０】である。このとき、もう一つの位置制御方
向の単位ベクトル^oｏ_Lには、オペレータが指示した^o
ｏ_opを用いる。従って、^oｏ_L＝^oｏ_opとなる。

【００５１】中心位置算出部２６ｂでの計算をまとめる
と図４に示すように表わされる。

【００５２】以上の方法で算出された^oｎ_L，^oｏ_L，
^oａ_Lにより作業座標系で記述されているベクトルを基
準座標系表現へ変換する変換行列^oＲ_Lを生成する。

【００５３】

【数８】

【００５４】変換行列^oＲ_Lは、作業座標系上で算出さ
れた速度指令の基準座標系への変換、基準座標系で表さ
れた位置・力の作業座標系への変換に用いられる。

【００５５】ここで、変換された作業座標系に基づいて
操作部２３が制御される。

【００５６】力制御部２５では、力覚センサで検出した
力を作業座標系のＸ軸方向の目標力に一致させる速度指
令、作業座標系のＹ軸方向の接触力をゼロにする速度指
令を生成する。力制御部２５は、次のような機能を備え
ている。

【００５７】まず、作業座標系上での目標力と検出力と
の差の算出機能について説明する。

【００５８】基準座標系記述の接触力ベクトル^oＦ
_qrを、作業座標系記述に変換する。このため、作業座標
系から基準座標系への変換行列^oＲ_Lの転置行列^oＲ_L
^Tを変換行列として用いることができるため、作業座標
系記述の接触力ベクトル^LＦ_qは、^L Ｆ_q＝^oＲ_L ^T・^oＦ_qr で与えられる。従って、目標力ベクトル^LＦ_oqと検出力
ベクトル^LＦ_qとの偏差ベクトル^LｄＦは、^L ｄＦ＝^LＦ_oq−（−^LＦ_q）＝^LＦ_oq＋^LＦ_q で表わされる。ここで検出力ベクトル^LＦ_qが負となる
のは、接触力ベクトル^oＦ_f1wと法線ベクトル^oｎ_Lの
向きが逆であることによる。

【００５９】次に力補償器による速度指令の生成機能に
ついて説明する。

【００６０】力制御速度指令ベクトル^LＶ_f’は、ゲイ
ンをＧ_fとすると、^L Ｖ_f’＝Ｇ_f・^LｄＦとなる。

【００６１】力制御は、作業座標系のＸ軸、Ｙ軸方向で
行われ、選択行列

【００６２】

【数９】

【００６３】によってＺ軸方向を除いた力制御方向の速
度指令成分が抽出される。従って、最終的な速度指令ベ
クトル^LＶ_fは、^L Ｖ_f＝^LＳ_f ^LＶ_f’ である。尚、力制御速度指令^LＶ_fを基準座標系記述へ
変換すると、^o Ｖ_f＝^oＲ_L ^LＶ_f となる。ゲインＧ_f，選択行列^LＳ_fは動作シーケンス
生成部２８から与えられる。図５に以上の計算をまとめ
た力制御部２５の動作ブロックを示す。

【００６４】次に、位置制御部２２について説明する。

【００６５】位置制御部２２では、ロボット部２９の把
持部３１の位置制御速度指令を把持部３１の進行方向で
ある作業座標系のＺ軸方向に生成する。進行方向の速度
指令は、速度の関数発生器を指令源とする開ループ系か
ら算出される。進行方向の速度指令は、オペレータが指
定した、クランク回し動作時間ｔ_1nd，最大速度
Ｖ_f1 _w，加速度ａ_c1を元に、関数発生器で算出される。
関数発生器では、速度関数が図６のような台形状の速度
指令^LＶ_oaを生成する。ここで、定速度動作開始時刻ｔ
_stと、定速度動作終了時刻ｔ_enは、次式で与えられる。

【００６６】

【数１０】

【００６７】図６の速度関数を式で表すと、次式とな
る。

【００６８】

【数１１】

【００６９】関数発生器で生成された速度^LＶ_oaは、作
業座標系のＺ軸方向のみに発せられるため、選択行列

【００７０】

【数１２】

【００７１】によって、進行方向の成分が抽出される。
基準座標系記述の速度^oＶ_oaを次式に示す。

【００７２】^oＶ_oa＝^oＲ_L・^LＳ_oa・^LＶ_oa 図７に以上の計算をまとめた位置制御部２２の動作ブロ
ックを示す。

【００７３】次に算出モード選択部２７について説明す
る。

【００７４】作業座標系の算出方法は動作の進行状態に
応じて切り換えられる。作業座標系の算出方法には、前
述したように初期軌道算出部２６ａによる算出方法（接
触力から法線ベクトルを求める）、中心位置算出部２６
ｂの３点より算出された中心位置による算出方法（３点
から中心位置を求める）、中心位置算出部２６ｂの直径
の端点により算出された中心位置による算出方法（直径
の端点から中心位置を求める）の３種類がある。

【００７５】上記の３種類の算出方法から求めた法線ベ
クトルを順に、^oｎ_L1，^oｎ_L2，^oｎ_L3とおく。

【００７６】図８乃至図１０に切換動作のフローチャー
トを示す。クランク回し動作開始時にはまず、初期軌道
算出部２６ａの出力を選択する（ステップＳ１）。次
に、算出方法を初期軌道算出部２６ａから中心位置算出
部２６ｂの３点による算出方法への切り換えには、次の
条件を用いる。

【００７７】^oｎ_L1・^oｎ_L2＜δで初期軌道算出部２６
ａで求めた^oｎ_L1を採用し、^oｎ_L1・^oｎ_L2＞δで中心
位置算出部２６ｂの３点による算出方法で求めた^oｎ_L2
を採用する（ステップＳ２，Ｓ３）。

【００７８】ここで、^oｎ_L1・^oｎ_L2は、ベクトル^oｎ
_L1とベクトル^oｎ_L2の内積であり、δは予め決めた適当
な定数である。動作開始直後は、３点による回転中心算
出方法では用いる３点の位置が近接しており、算出した
中心位置の値の誤差が多い。このため、まず、初期軌道
算出部２６ａで算出した値で動作を行う後に、３点によ
る回転中心算出方法で算出した法線ベクトルと初期軌道
算出部２６ａで算出した法線ベクトルとがある程度一致
したときに３点による回転中心算出方法の値を採用す
る。また、初期軌道算出部２６ａから中心位置算出部２
６ｂへ切り換えを行うのは、初期軌道算出部２６ａの算
出値ですべての動作を実行すると動作中に引っ掛かりが
有ったり、摩擦が増えたときに、接触力の方向と円軌道
の法線方向が一致しなくなくなることがあるためであ
る。

【００７９】次に、算出方法を中心位置算出部２６ｂの
３点による回転中心算出方法から直径端点による回転中
心算出方法への切り換えには、次の条件を用いる。

【００８０】条件１として、ｘ₃＜ｘ_maxかつｘ₃＞ｘ
_minならば、３点による算出方法から直径端点による算
出方法へ切り換える（ステップＳ４〜Ｓ７）。

【００８１】このとき、ｘ₃＞ｘ_maxならば、ｘ_max＝ｘ₃とおき、
ｘ₃＜ｘ_minならば、ｘ_min＝ｘ₃とおく。

【００８２】条件２として、ｙ₃＜ｙ_maxかつｙ₃＞ｙ
_minならば、３点による算出方法から直径端点による算
出方法へ切り換える（ステップＳ１０〜Ｓ１３）。

【００８３】このとき、ｙ₃＞ｙ_maxならば、ｙ_max＝ｙ₃とおき、
ｙ₃＜ｙ_minならば、ｙ_min＝ｙ₃とおく。

【００８４】なお、（ｘ₃，ｙ₃，ｚ₃）はロボット先
端の現在位置である。条件１，２が成立すると、図１２
に示すように直径Ｌ₁，Ｌ₂の端点が決まる。

【００８５】条件１では、直径Ｌ₁の端点（ｘ_min，ｙ
₃）（ｘ_max，ｙ₃）が求まり、条件２では、直径Ｌ₂
の端点（ｘ₃，ｙ_min）（ｘ₃，ｙ_max）が求まる。

【００８６】このように、算出モード選択部２７により
クランク回し動作開始初期時には初期軌道算出部２６ａ
で、ロボット部２９の把持部３１と対象物３０との間の
接触力から円軌道の法線方向と接線方向をリアルタイム
で算出し、後に、中心位置算出部２６ｂで、ロボット部
２９の把持部３１が通過した点からクランク中心の位置
を推定し、円軌道の法線方向、接線方向を算出する構成
とすることにより、クランク中心の位置、法線方向、接
線方向を自動的に算出することができ、算出したパラメ
ータを基にロボットの位置、力を制御することで、クラ
ンク回し動作をオペレータによる教示を最小限で行うこ
とができる。

【００８７】

【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、回転軸を
有する対象物の回転動作をオペレータの教示を必要最小
限で行なうことができるため、動作実行までのオペレー
タの負担を軽減することができる等の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理図である。

【図２】本発明の一実施例のブロック構成図である。

【図３】本発明の一実施例の初期軌道算出部の動作説明
図である。

【図４】本発明の一実施例の中心位置算出部の動作説明
図である。

【図５】本発明の一実施例の力制御部の動作説明図であ
る。

【図６】本発明の一実施例の位置制御部の動作説明図で
ある。

【図７】本発明の一実施例の位置制御部の動作説明図で
ある。

【図８】本発明の一実施例の算出モード選択部の動作説
明図である。

【図９】本発明の一実施例の算出モード選択部の動作説
明図である。

【図１０】本発明の一実施例の算出モード選択部の動作
説明図である。

【図１１】本発明の一実施例の算出モード選択部の動作
説明図である。

【図１２】従来の力制御型ロボット装置のブロック構成
図である。

【図１３】従来のロボット装置の動作説明図である。

【符号の説明】

１１対象物１２把持部１３ロボット部１４位置検出部１５力検出部１６第１の算出手段１７第２の算出手段１８制御手段１９選択手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転軸に回転自在に支持された駆動対象
物（１１）を駆動部（１２）で把持して、該駆動部（１
２）を移動させることにより該駆動対象物（１１）を該
回転軸を中心に回転させるロボット装置において、前記駆動部（１２）の位置を検出する位置検出部（１
４）と、前記駆動部（１２）の前記駆動対象物（１１）との接触
力を検出する接触力検出部（１５）と、前記接触力検出部（１５）で検出された接触力に基づい
て前記駆動対象物（１１）との接触力が所定の値となる
前記駆動部（１２）の駆動方向を算出する第１の駆動方
向算出手段（１６）と、前記位置検出部（１４）で検出された検出位置に基づい
て前記駆動対象物（１１）の回転中心を算出し、該算出
回転中心に基づいて前記駆動部（１２）の駆動方向を算
出する第２の駆動方向算出手段（１７）と、前記第１の駆動方向算出手段（１６）及び前記第２の駆
動方向算出手段（１７）のどちらか一方で算出された前
記駆動部（１２）の駆動方向に応じて前記駆動部（１
２）を駆動制御する駆動制御手段（１８）と、を有する
ことを特徴とするロボット装置。
【請求項２】前記第２の駆動方向算出手段（１７）は
前記駆動部（１２）が通過した３点から前記駆動対象物
（１１）の回転中心を算出し、前記駆動部（１２）の駆
動方向を算出する３点による駆動方向算出手段と前記駆
動部（１２）が通過した円軌道上の座標値の最大値と最
小値とから前記駆動対象物（１１）の回転中心を算出
し、前記駆動部（１２）の駆動方向を算出する直径によ
る駆動方向算出手段とを有することを特徴とする請求項
１記載のロボット装置。
【請求項３】前記駆動制御手段（１８）は前記駆動部
（１２）の駆動方向を前記第１の駆動方向算出手段（１
６）により算出される前記駆動部（１２）の駆動方向と
前記第２の駆動方向算出手段（１７）により算出される
前記駆動部（１２）の駆動方向とが略同一となったとき
に前記第１の駆動方向算出手段（１６）の算出駆動方向
から前記第２の駆動方向算出手段（１７）の算出駆動方
向に切換えて用いることを特徴とする請求項１又は２記
載のロボット装置。
【請求項４】前記駆動制御手段（１８）は前記駆動部
（１２）の駆動方向を前記駆動部（１２）が円軌道上を
180 °以上回転したときに前記３点による駆動方向算出
手段の算出駆動方向から前記直径による駆動方向算出手
段の算出駆動方向に切換えて用いることを特徴とする請
求項２記載のロボット装置。