JPH065482B2 - ロボット装置 - Google Patents
ロボット装置Info
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- JPH065482B2 JPH065482B2 JP58110925A JP11092583A JPH065482B2 JP H065482 B2 JPH065482 B2 JP H065482B2 JP 58110925 A JP58110925 A JP 58110925A JP 11092583 A JP11092583 A JP 11092583A JP H065482 B2 JPH065482 B2 JP H065482B2
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- Japan
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- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims 1
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002789 length control Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J18/00—Arms
- B25J18/06—Arms flexible
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
- B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
- B23Q1/26—Movable or adjustable work or tool supports characterised by constructional features relating to the co-operation of relatively movable members; Means for preventing relative movement of such members
- B23Q1/34—Relative movement obtained by use of deformable elements, e.g. piezoelectric, magnetostrictive, elastic or thermally-dilatable elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
- B25J15/08—Gripping heads and other end effectors having finger members
- B25J15/12—Gripping heads and other end effectors having finger members with flexible finger members
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/0084—Programme-controlled manipulators comprising a plurality of manipulators
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/08—Programme-controlled manipulators characterised by modular constructions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/16—Programme controls
- B25J9/1615—Programme controls characterised by special kind of manipulator, e.g. planar, scara, gantry, cantilever, space, closed chain, passive/active joints and tendon driven manipulators
- B25J9/1617—Cellular, reconfigurable manipulator, e.g. cebot
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/33—Director till display
- G05B2219/33337—For each axis a processor, microprocessor
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/40—Robotics, robotics mapping to robotics vision
- G05B2219/40302—Dynamically reconfigurable robot, adapt structure to tasks, cellular robot, cebot
-
- G—PHYSICS
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- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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- G05B2219/45—Nc applications
- G05B2219/45083—Manipulators, robot
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Robotics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Numerical Control (AREA)
- General Factory Administration (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、個別に動作できる細胞ロボットを、連結さ
せ、互いに情報の交換により、協調をとって動けるロボ
ット等の移動体に関する。
せ、互いに情報の交換により、協調をとって動けるロボ
ット等の移動体に関する。
従来、ロボットとは機能分担され、分担された各部分
は、中央の装置により情報が集められ、かつ、そこから
の指令で動かされていた。
は、中央の装置により情報が集められ、かつ、そこから
の指令で動かされていた。
そのため、分担された部分ごとに、特定の装置をつくら
ねばならなかった。また、中央装置の故障や暴走によ
り、ロボット全体がダウンしたり、危険な動作をするこ
ともありえる。また、対象とする物体の大小により、ロ
ボットもそれに応じて変えざる得なかった。さらに、ア
ームの関節の数により決まる動作の自由度は低く、柔軟
で連続的な動作ができにくくかつ、応答性も低いという
欠点があった。
ねばならなかった。また、中央装置の故障や暴走によ
り、ロボット全体がダウンしたり、危険な動作をするこ
ともありえる。また、対象とする物体の大小により、ロ
ボットもそれに応じて変えざる得なかった。さらに、ア
ームの関節の数により決まる動作の自由度は低く、柔軟
で連続的な動作ができにくくかつ、応答性も低いという
欠点があった。
本発明は、個々に自律的に動ける同じような細胞ロボッ
トを種々に組合せるだけで、１つのロボットができ、中
央の装置はなく、一部の細胞ロボットによってもシステ
ムダウンはせず、個々の細胞ロボットが同時に反応する
ため応答性がよく、柔軟な動作ができるために、細胞ロ
ボットが互いに情報交換をし、かつ、連携をとって自ら
を制御する装置を提供するものである。
トを種々に組合せるだけで、１つのロボットができ、中
央の装置はなく、一部の細胞ロボットによってもシステ
ムダウンはせず、個々の細胞ロボットが同時に反応する
ため応答性がよく、柔軟な動作ができるために、細胞ロ
ボットが互いに情報交換をし、かつ、連携をとって自ら
を制御する装置を提供するものである。
本発明は、各細胞ロボットがセンサと、手足にあたるア
ームを持ち、自ら動作を制御できるもので、それらを、
互いに接続し、かつ、伝送路で結合することにより情報
交換を行ない、連携をとって、細胞ロボット群として動
作をさせるものである。この細胞ロボット群としての動
作は、物体にからみつき、握り、移動させる他に、所定
のパターンの形状を構成させることである。
ームを持ち、自ら動作を制御できるもので、それらを、
互いに接続し、かつ、伝送路で結合することにより情報
交換を行ない、連携をとって、細胞ロボット群として動
作をさせるものである。この細胞ロボット群としての動
作は、物体にからみつき、握り、移動させる他に、所定
のパターンの形状を構成させることである。
第１図は、システムの全体構成を示す。ロボット全体
は、複数の細胞ロボット１１，１２，……から構成さ
れ、これら細胞ロボットはアーム111，１２１，…１１
２，２１２，…により、隣接した細胞ロボットと接続さ
れている。第１図では、細胞ロボットを２次元上に配置
したもので、各細胞ロボット１１，１２，……が、横軸
アーム１１１，１２１，…、縦軸アーム１１２，１２
２，…により、それぞれ横軸上、および縦軸上に細胞ロ
ボットと接続されている。
は、複数の細胞ロボット１１，１２，……から構成さ
れ、これら細胞ロボットはアーム111，１２１，…１１
２，２１２，…により、隣接した細胞ロボットと接続さ
れている。第１図では、細胞ロボットを２次元上に配置
したもので、各細胞ロボット１１，１２，……が、横軸
アーム１１１，１２１，…、縦軸アーム１１２，１２
２，…により、それぞれ横軸上、および縦軸上に細胞ロ
ボットと接続されている。
各細胞ロボットは、それぞれの横、縦軸アームの長さを
調整することで、その構造を第２図にように変化させ
る。各細胞ロボット内には、第３図のようなアーム駆動
装置、および第５図のようなアーム駆動のためのコント
ローラが格納されている。各コントローラは、伝送路に
より、隣接細胞ロボットのコントローラと接続され、情
報交換できる。この隣接細胞ロボット間の情報交換によ
り、各細胞ロボットが連携をとり動作する。
調整することで、その構造を第２図にように変化させ
る。各細胞ロボット内には、第３図のようなアーム駆動
装置、および第５図のようなアーム駆動のためのコント
ローラが格納されている。各コントローラは、伝送路に
より、隣接細胞ロボットのコントローラと接続され、情
報交換できる。この隣接細胞ロボット間の情報交換によ
り、各細胞ロボットが連携をとり動作する。
第３図は、細胞ロボットのアーム駆動装置で、アームの
一方は、サーボモータ2215歯車2213の付いたアクティブ
アーム2211で、他方は、歯車歯車2213のガイド2214が付
いたネガテイブアーム2212である。アクティブアーム22
11およびネガアクティブアーム2212は、それぞれ軸221
6,2217により、細胞ロボット本体に接続されている。こ
の軸2216,2217をロックしない限り、アームは、自在
に、その方向を変えられる。また、サーボモータ2215に
より歯車2213を回転させることにより、アーム長も、自
在に調整できる。
一方は、サーボモータ2215歯車2213の付いたアクティブ
アーム2211で、他方は、歯車歯車2213のガイド2214が付
いたネガテイブアーム2212である。アクティブアーム22
11およびネガアクティブアーム2212は、それぞれ軸221
6,2217により、細胞ロボット本体に接続されている。こ
の軸2216,2217をロックしない限り、アームは、自在
に、その方向を変えられる。また、サーボモータ2215に
より歯車2213を回転させることにより、アーム長も、自
在に調整できる。
第４図のように、細胞ロボット内には、横、縦軸方向
に、それぞれアクティブアーム2211,2221と、ネガティ
ブアーム1222,2112があり、隣接した４細胞ロボットに
接続されている。アクティブアーム2211,2221により、
横、縦軸方向を任意に移動できる。なお、アクティブア
ームでも、サーボモータ2215の電源をオフすることによ
り、歯車を自由に回転できる（フリー状態）ようにでき
る。また、歯車2213を固定させ（ロック状態）ることに
より、アーム長を固定してしまうこともできる。さら
に、縦軸のアクティブ／ネガアクティブアーム1222,222
1を一体のものとして接続し各自に回転できないように
固定する縦軸アーム固定接続装置1232がある。細胞ロボ
ット内は、第５図のような構成になっている。コントロ
ーラ22011は、例えば、縦，横方向にある物体を認識す
るセンサ22014,22024ネガティブ縦／横軸アーム間の角
度を測定する角度センサ22015、および、隣接細胞ロボ
ットから伝送路1222,2122,2223,2232を介して入ってく
る情報をもとに、アームの移動量を計算し、横、縦それ
ぞれの方向のアクティブアーム上のサーボモータ2215,2
225を動かすべく指令をサーボ22012,22022へ出す。この
指令にもとづき、サーボモータ2215,2225は回転し、歯
車2213を回す。サーボモータ2215,2225の回転角は、サ
ーボセンサ22013,22023で検知され、コントローラ22011
へフィドバックされる。指令回転角と、サーボモータの
実際の回転角がズレていれば、コントローラは補正回転
角をサーボへ指令する。
に、それぞれアクティブアーム2211,2221と、ネガティ
ブアーム1222,2112があり、隣接した４細胞ロボットに
接続されている。アクティブアーム2211,2221により、
横、縦軸方向を任意に移動できる。なお、アクティブア
ームでも、サーボモータ2215の電源をオフすることによ
り、歯車を自由に回転できる（フリー状態）ようにでき
る。また、歯車2213を固定させ（ロック状態）ることに
より、アーム長を固定してしまうこともできる。さら
に、縦軸のアクティブ／ネガアクティブアーム1222,222
1を一体のものとして接続し各自に回転できないように
固定する縦軸アーム固定接続装置1232がある。細胞ロボ
ット内は、第５図のような構成になっている。コントロ
ーラ22011は、例えば、縦，横方向にある物体を認識す
るセンサ22014,22024ネガティブ縦／横軸アーム間の角
度を測定する角度センサ22015、および、隣接細胞ロボ
ットから伝送路1222,2122,2223,2232を介して入ってく
る情報をもとに、アームの移動量を計算し、横、縦それ
ぞれの方向のアクティブアーム上のサーボモータ2215,2
225を動かすべく指令をサーボ22012,22022へ出す。この
指令にもとづき、サーボモータ2215,2225は回転し、歯
車2213を回す。サーボモータ2215,2225の回転角は、サ
ーボセンサ22013,22023で検知され、コントローラ22011
へフィドバックされる。指令回転角と、サーボモータの
実際の回転角がズレていれば、コントローラは補正回転
角をサーボへ指令する。
歯車をフリー状態、または、ロック状態にするか否か
も、コントローラが指令する。
も、コントローラが指令する。
第９図に、コントローラの内部構造を示す。コントロー
ラ野処理装置22010は、隣接細胞ロボットと伝送路1222,
2121,2232,2223と、インタフェース220111,220112を介
して、データを交換する。また、インタフェース220117
〜2201111を介し、センサ、サーボセンサ、サーボモー
タと信号データの授受を行なう。インタフェース22011、
220113,220115,220117,220119,2201111から受けたデー
タ、または、これらへ送出するデータは、バッファー
１，220113へ格納される。一方、インタフェース22011
4,220116,220118,2201110,2201112を介し送受信するデ
ータは、バッファー２，220114へ格納される。バッファ
ー１は、横軸方向、バッファー２は、縦軸方向に関する
情報が格納されている。処理装置220110は、これらバッ
ファ内の情報をもとに、横軸および縦軸のアクティブア
ームの調整量を計算し、その結果を、各アームファイル
220115,220116へ格納する。これらファイル220115,2201
16内のデータに従い、処理装置220110は、サーボモータ
2215,2225を制御する。
ラ野処理装置22010は、隣接細胞ロボットと伝送路1222,
2121,2232,2223と、インタフェース220111,220112を介
して、データを交換する。また、インタフェース220117
〜2201111を介し、センサ、サーボセンサ、サーボモー
タと信号データの授受を行なう。インタフェース22011、
220113,220115,220117,220119,2201111から受けたデー
タ、または、これらへ送出するデータは、バッファー
１，220113へ格納される。一方、インタフェース22011
4,220116,220118,2201110,2201112を介し送受信するデ
ータは、バッファー２，220114へ格納される。バッファ
ー１は、横軸方向、バッファー２は、縦軸方向に関する
情報が格納されている。処理装置220110は、これらバッ
ファ内の情報をもとに、横軸および縦軸のアクティブア
ームの調整量を計算し、その結果を、各アームファイル
220115,220116へ格納する。これらファイル220115,2201
16内のデータに従い、処理装置220110は、サーボモータ
2215,2225を制御する。
各細胞ロボットのアームの動きと、細胞ロボット群とし
ての動きを、第６〜８図を用いて説明する。
ての動きを、第６〜８図を用いて説明する。
細胞ロボット１１〜３７は、３行７列に配置され、１
７，２７，３７は、支柱に固定されているとする。これ
ら細胞ロボット群の目的は、物体１を囲む、所定の
力で握る、物体１を移動する、であり目的に応じ３つ
ステップで、ロボットは動く。先ず、第１ステップを説
明する。いま、物体１と、細胞ロボット群が、第６図の
ように離れているとする。各細胞ロボットは、物体１と
接触していなければ、横軸のアームを延ばす。この時、
縦軸のアームはロックし、かつ、各列の細胞ロボットが
平行して移動するように、細胞ロボット２１〜２７，３
１〜３７の横軸アームはフリー状態にしておく。細胞ロ
ボット１１〜１７は、横軸アームを徐々に延ばしてゆく
と、細胞１１のセンサ22024が、先ず、物体１を感知す
る。以後、１１，２１，３１の横軸アームのフリー状態
を解除する。さらに、各細胞ロボット１１〜１７のアー
ムが延びると、細胞ロボット１１は、物体１に沿って移
動する。これにより、細胞ロボット１１〜１２間のアー
ムは、細胞ロボット３３，３２，１２間の縦軸アームに
対し、角度θを持つ。各行の隣接する細胞ロボット対
（１１，１２），（２１，２２），（３１，３２）の横
軸アームを、互いに平行にするように、細胞ロボット１
１，２１，３１はアクティブアームを制御する。そのた
めに、縦／横軸ネガティブアーム角θに変化をアーム角
センサ22015で検知した細胞ロボット１２は定期的に、
隣接する横軸方向および縦軸方向で、アクティブアーム
を持つ細胞ロボット１１，２２に、その時の角度θを知
らせる。同様に、このデータθを受けた細胞ロボット２
２は、細胞ロボット２１と３２へ、転送する。さらに、
このデータθを受けた細胞ロボット３２は、同様にし
て、３１へ知らせる。このようにして、角度θは定期的
に検出され、隣接細胞ロボットに報知される。また細胞
ロボット１１は、１２との間のアーム長を２１，３１へ
知らせる。アクティブアームを持つ細胞ロボット２１，
３１は、第１０図のアルゴリズに従い、それぞれの横軸
アーム長を計算する。例えば、細胞ロボット２１は、１
１との間のアーム長ｈがわかっており、１２，１１から
知らされた角度θ、縦軸アーム長ｈをもとに、横軸アー
ム長（２１，２２）は (21,22)＝−２h cosθ ……(1) と計算する。また、３１も、同様にして（３１，３
２）を (31,32)＝−４h cosθ ……(2) と計算する。この値に従い、２１，３１は、横軸アクテ
ィブアームのサーボを動かし、アーム長を調節する。な
お、２１，３１がアーム長を調整する時、１１はアーム
長を変化させず、かつ、１２は１１との間のアームの軸
2216を回転しないように固定する。
７，２７，３７は、支柱に固定されているとする。これ
ら細胞ロボット群の目的は、物体１を囲む、所定の
力で握る、物体１を移動する、であり目的に応じ３つ
ステップで、ロボットは動く。先ず、第１ステップを説
明する。いま、物体１と、細胞ロボット群が、第６図の
ように離れているとする。各細胞ロボットは、物体１と
接触していなければ、横軸のアームを延ばす。この時、
縦軸のアームはロックし、かつ、各列の細胞ロボットが
平行して移動するように、細胞ロボット２１〜２７，３
１〜３７の横軸アームはフリー状態にしておく。細胞ロ
ボット１１〜１７は、横軸アームを徐々に延ばしてゆく
と、細胞１１のセンサ22024が、先ず、物体１を感知す
る。以後、１１，２１，３１の横軸アームのフリー状態
を解除する。さらに、各細胞ロボット１１〜１７のアー
ムが延びると、細胞ロボット１１は、物体１に沿って移
動する。これにより、細胞ロボット１１〜１２間のアー
ムは、細胞ロボット３３，３２，１２間の縦軸アームに
対し、角度θを持つ。各行の隣接する細胞ロボット対
（１１，１２），（２１，２２），（３１，３２）の横
軸アームを、互いに平行にするように、細胞ロボット１
１，２１，３１はアクティブアームを制御する。そのた
めに、縦／横軸ネガティブアーム角θに変化をアーム角
センサ22015で検知した細胞ロボット１２は定期的に、
隣接する横軸方向および縦軸方向で、アクティブアーム
を持つ細胞ロボット１１，２２に、その時の角度θを知
らせる。同様に、このデータθを受けた細胞ロボット２
２は、細胞ロボット２１と３２へ、転送する。さらに、
このデータθを受けた細胞ロボット３２は、同様にし
て、３１へ知らせる。このようにして、角度θは定期的
に検出され、隣接細胞ロボットに報知される。また細胞
ロボット１１は、１２との間のアーム長を２１，３１へ
知らせる。アクティブアームを持つ細胞ロボット２１，
３１は、第１０図のアルゴリズに従い、それぞれの横軸
アーム長を計算する。例えば、細胞ロボット２１は、１
１との間のアーム長ｈがわかっており、１２，１１から
知らされた角度θ、縦軸アーム長ｈをもとに、横軸アー
ム長（２１，２２）は (21,22)＝−２h cosθ ……(1) と計算する。また、３１も、同様にして（３１，３
２）を (31,32)＝−４h cosθ ……(2) と計算する。この値に従い、２１，３１は、横軸アクテ
ィブアームのサーボを動かし、アーム長を調節する。な
お、２１，３１がアーム長を調整する時、１１はアーム
長を変化させず、かつ、１２は１１との間のアームの軸
2216を回転しないように固定する。
このようにして、細胞ロボット１１は、物体認識センサ
22014,22024をもとに、横軸アームを延ばしつつも物体
から離れないようにアームの角度を変えてゆく。これに
より、細胞ロボット１２間とのアーム角が変化すれば、
前述のアルゴリズムに従い、各細胞ロボット２１〜２
７，３１〜３７は、アームを調整する。
22014,22024をもとに、横軸アームを延ばしつつも物体
から離れないようにアームの角度を変えてゆく。これに
より、細胞ロボット１２間とのアーム角が変化すれば、
前述のアルゴリズムに従い、各細胞ロボット２１〜２
７，３１〜３７は、アームを調整する。
なお、スムースに、細胞ロボット１２〜１７が物体１に
からみつかすため、各列上の細胞ロボット１２，２２，
３２は、定期的に細胞ロボット１１，２１，３１とのア
ーム角、アーム長を、後方の列上の細胞ロボット１３，
２３，３３へ知らせておく。同様に１３，２３，３３も
その時のアーム角、アーム長を、後方の１４，２４，３
４へ知らせる。このようにして、前方列上の細胞ロボッ
トは、後方列上の細胞ロボットへ、その時々の角度、ア
ーム長を知らせる。各細胞ロボットが前進し、前方細胞
ロボットのいた位置に来ると、既に送られてきているこ
れらデータをもとに、アーム角、アーム長を制御する。
からみつかすため、各列上の細胞ロボット１２，２２，
３２は、定期的に細胞ロボット１１，２１，３１とのア
ーム角、アーム長を、後方の列上の細胞ロボット１３，
２３，３３へ知らせておく。同様に１３，２３，３３も
その時のアーム角、アーム長を、後方の１４，２４，３
４へ知らせる。このようにして、前方列上の細胞ロボッ
トは、後方列上の細胞ロボットへ、その時々の角度、ア
ーム長を知らせる。各細胞ロボットが前進し、前方細胞
ロボットのいた位置に来ると、既に送られてきているこ
れらデータをもとに、アーム角、アーム長を制御する。
なお、第１０図でアーム角θが小さくなり、かつ、隣接
細胞ロボット間１１〜１２のアーム長が短くなると、細
胞ロボット３１，３２間のアーム長（３１，３２）
は、最小アーム長mm以下 (31,32)＝−４h cosθ ＜min となり、細胞ロボット３１は、アーム角θを実現できな
い。つまり、θを実現できずに、細胞ロボット３１は、
３２に接触してしまう。このような事が起こる可能性が
あるため、各細胞ロボットは、アーム角の実現におい
て、横軸アーム長の計算値が、前もって決められた最小
アーム長min以下になれば、実際には、最小アーム長
minを実現するようにサーボを制御する。
細胞ロボット間１１〜１２のアーム長が短くなると、細
胞ロボット３１，３２間のアーム長（３１，３２）
は、最小アーム長mm以下 (31,32)＝−４h cosθ ＜min となり、細胞ロボット３１は、アーム角θを実現できな
い。つまり、θを実現できずに、細胞ロボット３１は、
３２に接触してしまう。このような事が起こる可能性が
あるため、各細胞ロボットは、アーム角の実現におい
て、横軸アーム長の計算値が、前もって決められた最小
アーム長min以下になれば、実際には、最小アーム長
minを実現するようにサーボを制御する。
アームが、物体にからみついたかどうかの判定は次のよ
うに行う。なお、からみついたと判定したら、次の第２
ステップに移る。第１１図に、アームが、物体１を囲ん
でいる状況を示す。物体１に接触している両端の細胞ロ
ボット１１，１９の間の細胞ロボット１２〜１９と、細
胞ロボット２０は、それぞれ横軸アームの角度を、アー
ム角センサ22015の値をもとに計算する。縦軸アームの
ついている側より、反対側に角度θをもてば θ＞０ とし、縦軸アーム側に角度をもてば、 θ＞０ とする。よって、第１１図では、細胞ロボット１６は θ5＞０ とし、それ以外の細胞ロボットでは θ1，θ2，θ3，θ4，θ6，θ7，θ8，θ9＞０ とする。各細胞ロボットは、周期的に、この角度を交換
し、これれの和を計算する。
うに行う。なお、からみついたと判定したら、次の第２
ステップに移る。第１１図に、アームが、物体１を囲ん
でいる状況を示す。物体１に接触している両端の細胞ロ
ボット１１，１９の間の細胞ロボット１２〜１９と、細
胞ロボット２０は、それぞれ横軸アームの角度を、アー
ム角センサ22015の値をもとに計算する。縦軸アームの
ついている側より、反対側に角度θをもてば θ＞０ とし、縦軸アーム側に角度をもてば、 θ＞０ とする。よって、第１１図では、細胞ロボット１６は θ5＞０ とし、それ以外の細胞ロボットでは θ1，θ2，θ3，θ4，θ6，θ7，θ8，θ9＞０ とする。各細胞ロボットは、周期的に、この角度を交換
し、これれの和を計算する。
もしが、ある一定角 より大きくなれば、アームは、物体１にからみついたと
判定する。
判定する。
なお、第７図では、細胞ロボット群の先端のうち、１つ
の細胞ロボット１１のみが、物体１を感知するた。しか
し、第１２図にように、細胞ロボット１１，２１，３１
が同時、物体１を感知することもある。この時、各細胞
群ロボットは、アームを延長できなくなる。また、第７
図の場合でも、細胞ロボット１１が、物体１に接した
時、物体１上を滑らず、やはり、細胞ロボットのアーム
を延ばせなくなることもある。この時、例えば、第１行
の細胞ロボット１１を物体に沿って滑らせるように決め
ておく。そこで、細胞ロボット２１は、縦軸アクティブ
アームを、一定値縮め、かつ、細胞ロボット１１の横軸
アクティブアームをフリーの状態とする。これにより、
第１３図のように、細胞ロボット１１は、１２に引きつ
けられる。次に、細胞ロボット１１と１２間のアーム角
を固定し、細胞ロボット２１は、縦軸アクティブアーム
をのばし、もとの長さにもどす。以後、前記通り、第１
行目の細胞ロボット１１〜１７が、それぞれの横軸アク
ティブアームを伸ばして、物体１をかこんでゆく。
の細胞ロボット１１のみが、物体１を感知するた。しか
し、第１２図にように、細胞ロボット１１，２１，３１
が同時、物体１を感知することもある。この時、各細胞
群ロボットは、アームを延長できなくなる。また、第７
図の場合でも、細胞ロボット１１が、物体１に接した
時、物体１上を滑らず、やはり、細胞ロボットのアーム
を延ばせなくなることもある。この時、例えば、第１行
の細胞ロボット１１を物体に沿って滑らせるように決め
ておく。そこで、細胞ロボット２１は、縦軸アクティブ
アームを、一定値縮め、かつ、細胞ロボット１１の横軸
アクティブアームをフリーの状態とする。これにより、
第１３図のように、細胞ロボット１１は、１２に引きつ
けられる。次に、細胞ロボット１１と１２間のアーム角
を固定し、細胞ロボット２１は、縦軸アクティブアーム
をのばし、もとの長さにもどす。以後、前記通り、第１
行目の細胞ロボット１１〜１７が、それぞれの横軸アク
ティブアームを伸ばして、物体１をかこんでゆく。
第２ステップは、細胞ロボット群が、囲んだ物体１を、
所定の力で握ることである。そのために、まず、各細胞
ロボットは、横軸アームを延長することをやめる。そし
て、第１行目以外の細胞ロボット２１〜２７，３１〜３
７は、それぞれ、縦、横方向のアーム角を固定する。次
に、物体１に接する細胞ロボット１１〜１６と細胞ロボ
ット２１〜２６間の縦軸アーム長を伸はすよう、２１〜
２６は制御する。所定の長さ伸したら、この物体１のし
めつけの制御は終了する。
所定の力で握ることである。そのために、まず、各細胞
ロボットは、横軸アームを延長することをやめる。そし
て、第１行目以外の細胞ロボット２１〜２７，３１〜３
７は、それぞれ、縦、横方向のアーム角を固定する。次
に、物体１に接する細胞ロボット１１〜１６と細胞ロボ
ット２１〜２６間の縦軸アーム長を伸はすよう、２１〜
２６は制御する。所定の長さ伸したら、この物体１のし
めつけの制御は終了する。
第３ステップは、握った物体の移動である。このために
は、物体１に接している細胞ロボット１１〜１６以外の
列上にある細胞ロボットが、アーム長を第１ステップと
同様にして変えればよい。
は、物体１に接している細胞ロボット１１〜１６以外の
列上にある細胞ロボットが、アーム長を第１ステップと
同様にして変えればよい。
なお、本ロボットは、多数の細胞ロボットから構成され
ているため、一部細胞ロボットの故障によっても、ロボ
ット全体はダウンしない、例えば、第７図で、第２行目
の細胞ロボット２２が故障し、フリー状態になってしま
うとする。この時、隣接細胞ロボットのアーム長の制御
だけによっても、２２のアーム長は、一意的に決まって
しまう。第１行目の細胞ロボット１２が故障した時、縦
／横軸アーム角θが計測できない。そのため、１１，２
１，３１、それまでのアーム長を固定しておく。また、
３行目の細胞ロボット３２が故障した時、何ら、他細胞
ロボットは制御法を変える必要がない。ただし、第１列
目の細胞ロボット１１，２１，３１のどれかが故障した
時は、上記、第２ステップの物体のしめつけ制御ができ
なくなるため、第２行目の１２，２２，３２が、代替し
て制御する。
ているため、一部細胞ロボットの故障によっても、ロボ
ット全体はダウンしない、例えば、第７図で、第２行目
の細胞ロボット２２が故障し、フリー状態になってしま
うとする。この時、隣接細胞ロボットのアーム長の制御
だけによっても、２２のアーム長は、一意的に決まって
しまう。第１行目の細胞ロボット１２が故障した時、縦
／横軸アーム角θが計測できない。そのため、１１，２
１，３１、それまでのアーム長を固定しておく。また、
３行目の細胞ロボット３２が故障した時、何ら、他細胞
ロボットは制御法を変える必要がない。ただし、第１列
目の細胞ロボット１１，２１，３１のどれかが故障した
時は、上記、第２ステップの物体のしめつけ制御ができ
なくなるため、第２行目の１２，２２，３２が、代替し
て制御する。
なお、上記では、物体１が存在する時の細胞ロボット群
の制御法を示したが、物体１が存在せず、これら細胞ロ
ボット群に所定のパターンに応じた作動をさせることも
できる。そのためには、第１行目の各細胞ロボットに、
横軸アーム長と、アーム角θをそれぞれ知らせ、これに
応じて各細胞ロボットが制御すればよい。
の制御法を示したが、物体１が存在せず、これら細胞ロ
ボット群に所定のパターンに応じた作動をさせることも
できる。そのためには、第１行目の各細胞ロボットに、
横軸アーム長と、アーム角θをそれぞれ知らせ、これに
応じて各細胞ロボットが制御すればよい。
以上の説明でも明らかなように、各細胞ロボットのハー
ド、ソフトは均質であり、隣接細胞ロボット間のコミュ
ニケーションのみにより、各自、制御するらめ、細胞ロ
ボット数の増大、現象によっても、各細胞ロボットの内
味を全く変更する必要はない。
ド、ソフトは均質であり、隣接細胞ロボット間のコミュ
ニケーションのみにより、各自、制御するらめ、細胞ロ
ボット数の増大、現象によっても、各細胞ロボットの内
味を全く変更する必要はない。
なお、上記のロボットの構造は、３行からなる四角形状
のものを考えたが、４行以上からなるもの、また、六角
形状などの構造に対しても、同様にして実現できる。
のものを考えたが、４行以上からなるもの、また、六角
形状などの構造に対しても、同様にして実現できる。
また、各細胞ロボットのアームの制御は、上記に示した
以外の方法でも何ら問題ない。
以外の方法でも何ら問題ない。
本発明により、自律した同一の機能を持つ細胞ロボット
を単に組合するだけで、ロボットを構成でき、対象に応
じ、組合せる細胞ロボットの個数を変えればよい。ま
た、組合せの変更や、細胞ロボットの拡張、縮少にかか
わりなく、他の細胞ロボットのハード、ソフトの変更は
不要である。これら細胞ロボットの一部故障によって
も、ロボット全体はダウンすることなく、所定の機能を
続行できる。また、多数の細胞ロボットを使用でき、ロ
ボット全体としての動作の自由度は、接続された細胞ロ
ボットの数に応じて増大する。また、各細胞ロボットが
独自に動作するため、ロボット全体としての応答性が改
善される。
を単に組合するだけで、ロボットを構成でき、対象に応
じ、組合せる細胞ロボットの個数を変えればよい。ま
た、組合せの変更や、細胞ロボットの拡張、縮少にかか
わりなく、他の細胞ロボットのハード、ソフトの変更は
不要である。これら細胞ロボットの一部故障によって
も、ロボット全体はダウンすることなく、所定の機能を
続行できる。また、多数の細胞ロボットを使用でき、ロ
ボット全体としての動作の自由度は、接続された細胞ロ
ボットの数に応じて増大する。また、各細胞ロボットが
独自に動作するため、ロボット全体としての応答性が改
善される。
第１図〜第１３図は本発明の実施例の説明図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０５Ｂ 19/417 Ｚ 9064−3Ｈ
Claims (3)
- 【請求項１】複数のセルがそれぞれが少なくとも１つの
他のセルとアームを介して接続されるロボット装置であ
って、前記セルの各々に、自セルを隣接する他のセルに
対して相対的に移動させるための駆動装置と、該駆動装
置を制御するための処理装置と、他のセルとの間で情報
の交換を行なうためのインタフェースと、自セルの動作
状態を検知する手段とを有し、前記処理装置の各々は、
前記検知手段によって検知した自セルの動作状態に関す
る情報を前記インタフェースを介して他のセルに伝達す
ると共に、少なくとも隣接する他のセルから送られてく
る前記動作状態に関する情報を前記インタフェースを介
して受信し、該受信情報に基づいて前記駆動装置を制御
することを特徴とするロボット装置。 - 【請求項２】前記アームは、伸縮可能に構成され、前記
駆動装置は、該アームを伸縮させることにより、前記セ
ルを隣接する他のセルに対し相対的に移動させることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載のロボット装置。 - 【請求項３】前記インタフェースは、前記セル間に設け
られた情報伝送路を介して他のセルのインタフェースと
接続されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載のロボット装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58110925A JPH065482B2 (ja) | 1983-06-22 | 1983-06-22 | ロボット装置 |
| EP84107121A EP0129853B1 (en) | 1983-06-22 | 1984-06-20 | Cellular type robot apparatus |
| DE8484107121T DE3473847D1 (en) | 1983-06-22 | 1984-06-20 | Cellular type robot apparatus |
| CA000457073A CA1212164A (en) | 1983-06-22 | 1984-06-21 | Cellular type robot apparatus |
| US06/623,087 US4608525A (en) | 1983-06-22 | 1984-06-21 | Cellular type robot apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58110925A JPH065482B2 (ja) | 1983-06-22 | 1983-06-22 | ロボット装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS603711A JPS603711A (ja) | 1985-01-10 |
| JPH065482B2 true JPH065482B2 (ja) | 1994-01-19 |
Family
ID=14548088
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58110925A Expired - Lifetime JPH065482B2 (ja) | 1983-06-22 | 1983-06-22 | ロボット装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4608525A (ja) |
| EP (1) | EP0129853B1 (ja) |
| JP (1) | JPH065482B2 (ja) |
| CA (1) | CA1212164A (ja) |
| DE (1) | DE3473847D1 (ja) |
Families Citing this family (30)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4727494A (en) * | 1985-01-01 | 1988-02-23 | Zymark Corporation | Computerized robot control system with scheduling feature |
| JPH0628004B2 (ja) * | 1985-09-05 | 1994-04-13 | 株式会社日立製作所 | 複数ロボットの制御方法 |
| US5108341A (en) * | 1986-05-28 | 1992-04-28 | View-Master Ideal Group, Inc. | Toy which moves in synchronization with an audio source |
| JPS632681A (ja) * | 1986-06-19 | 1988-01-07 | 富士通株式会社 | 複数ロボットの協調制御方法 |
| US4887014A (en) * | 1987-02-16 | 1989-12-12 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Industrial robot control device |
| JPS63232921A (ja) * | 1987-03-19 | 1988-09-28 | Toshiba Corp | 製造方法及び装置 |
| DE3711020A1 (de) * | 1987-04-02 | 1988-10-20 | Behr Industrieanlagen | Verfahren zum selbsttaetigen beschichten von werkstuecken |
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| US10105592B2 (en) | 2013-03-15 | 2018-10-23 | Rnd By Us B.V. | Shape-shifting a configuration of reusable elements |
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| CN106741271A (zh) * | 2016-12-26 | 2017-05-31 | 同方威视技术股份有限公司 | 爬壁机器人 |
| US10265844B2 (en) * | 2017-03-24 | 2019-04-23 | International Business Machines Corporation | Creating assembly plans based on triggering events |
| WO2019165471A1 (en) * | 2018-02-26 | 2019-08-29 | Insight Scientific International (Shanghai) Ltd. | Modular robotic system and associated method of automatically determining configuration and control therefor |
Family Cites Families (8)
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|---|---|---|---|---|
| SE7311956L (ja) * | 1973-09-03 | 1975-03-04 | Carbox Ab | |
| US4084083A (en) * | 1975-11-05 | 1978-04-11 | Contraves Goerz Corporation | Multi-axis electronic motion generator |
| SE402540B (sv) * | 1976-08-13 | 1978-07-10 | Asea Ab | Forfarande och anordning for att vid en givarstyrd industrirobot astadkomma en approximativ transformation mellan givarens och robotarmens olika koordinatsystem for styrning av roboten inom ett forutbestemt ... |
| JPS5611510A (en) * | 1979-07-10 | 1981-02-04 | Fanuc Ltd | Numerical control system |
| US4422027A (en) * | 1981-03-16 | 1983-12-20 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Linear motor controller |
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| JPS5927308A (ja) * | 1982-08-02 | 1984-02-13 | Fanuc Ltd | セル制御システム |
-
1983
- 1983-06-22 JP JP58110925A patent/JPH065482B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1984
- 1984-06-20 DE DE8484107121T patent/DE3473847D1/de not_active Expired
- 1984-06-20 EP EP84107121A patent/EP0129853B1/en not_active Expired
- 1984-06-21 US US06/623,087 patent/US4608525A/en not_active Expired - Lifetime
- 1984-06-21 CA CA000457073A patent/CA1212164A/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0129853A1 (en) | 1985-01-02 |
| CA1212164A (en) | 1986-09-30 |
| DE3473847D1 (en) | 1988-10-13 |
| US4608525A (en) | 1986-08-26 |
| EP0129853B1 (en) | 1988-09-07 |
| JPS603711A (ja) | 1985-01-10 |
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