JPH07266270A - マニピュレータの運動特性の評価および作業計画法 - Google Patents
マニピュレータの運動特性の評価および作業計画法Info
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- JPH07266270A JPH07266270A JP8401694A JP8401694A JPH07266270A JP H07266270 A JPH07266270 A JP H07266270A JP 8401694 A JP8401694 A JP 8401694A JP 8401694 A JP8401694 A JP 8401694A JP H07266270 A JPH07266270 A JP H07266270A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 個々のマニピュレータの特性を考慮してマニ
ピュレータの可動領域全域における運動特性を評価し、
その評価した結果を作業計画に応用することができるマ
ニピュレータの運動特性の評価および作業計画への適用
法を提供すること。 【構成】 マニピュレータの出力端が可動領域で発生で
きる速度または加速度の集合である動的速度領域または
動的加速度領域によってマニピュレータの出力端の局所
的な運動特性を評価する。また、マニピュレータの出力
端が可動領域内で等速運動を行う場合に発生できる速度
の集合である動的速度領域を求め、次に全方向に目標速
度を発生し得る出力端の位置と姿勢の集合からなる領域
である動的操作領域を求め、その動的操作領域に含まれ
る出力端の位置と姿勢で出力端の作業を構成する。
ピュレータの可動領域全域における運動特性を評価し、
その評価した結果を作業計画に応用することができるマ
ニピュレータの運動特性の評価および作業計画への適用
法を提供すること。 【構成】 マニピュレータの出力端が可動領域で発生で
きる速度または加速度の集合である動的速度領域または
動的加速度領域によってマニピュレータの出力端の局所
的な運動特性を評価する。また、マニピュレータの出力
端が可動領域内で等速運動を行う場合に発生できる速度
の集合である動的速度領域を求め、次に全方向に目標速
度を発生し得る出力端の位置と姿勢の集合からなる領域
である動的操作領域を求め、その動的操作領域に含まれ
る出力端の位置と姿勢で出力端の作業を構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、作業するマニピュレ
ータの出力端における運動特性の評価方法およびマニピ
ュレータの動作計画をする方法に関するもので複数のマ
ニピュレ―タを協調して用いるような際の作業計画の基
準として利用できる技術である。
ータの出力端における運動特性の評価方法およびマニピ
ュレータの動作計画をする方法に関するもので複数のマ
ニピュレ―タを協調して用いるような際の作業計画の基
準として利用できる技術である。
【０００２】
【従来の技術】複数のマニピュレータを協調させること
によって、より複雑な作業を行う試みが増えてきてい
る。このようなシステムの性能を十分に発揮させるに
は、個々のマニピュレータの構成や出力端の位置・姿勢
に対する運動特性を知る必要がある。個々のマニピュレ
ータの作業性能をもとに、可動領域内で実際に要求され
る目標運動が実行可能か判断して可動領域全域に関して
マニピュレータの運動特性を把握できるならば、作業時
の経路の選定などを簡便に行うことが可能となる。
によって、より複雑な作業を行う試みが増えてきてい
る。このようなシステムの性能を十分に発揮させるに
は、個々のマニピュレータの構成や出力端の位置・姿勢
に対する運動特性を知る必要がある。個々のマニピュレ
ータの作業性能をもとに、可動領域内で実際に要求され
る目標運動が実行可能か判断して可動領域全域に関して
マニピュレータの運動特性を把握できるならば、作業時
の経路の選定などを簡便に行うことが可能となる。
【０００３】このため、従来、マニピュレータの静的な
運動特性の評価法として、可操作度やヤコビ行列式を用
いる方法などが提案されている（T. Yoshikawa, “Anal
ysisand Design of Articulated Robot Arms from the
Viewpoint of Dynamic Manipulability”, Robotic Res
earch, The Third International Symposium, MIT Pres
s, Cambridge, Mass., pp. 273-279(1986) ）、（内山
他、“ヤコビ行列式によるロボットアームの機構評
価”、計測自動制御学会論文集、 Vol 21, No2, pp.190
-196(1985)）。
運動特性の評価法として、可操作度やヤコビ行列式を用
いる方法などが提案されている（T. Yoshikawa, “Anal
ysisand Design of Articulated Robot Arms from the
Viewpoint of Dynamic Manipulability”, Robotic Res
earch, The Third International Symposium, MIT Pres
s, Cambridge, Mass., pp. 273-279(1986) ）、（内山
他、“ヤコビ行列式によるロボットアームの機構評
価”、計測自動制御学会論文集、 Vol 21, No2, pp.190
-196(1985)）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】マニピュレータの運動
特性の評価及び作業計画の決定においては、 １）マニピュレータの出力端の（局所的）運動特性をい
かに表現するか、 ２）目標速度が与えられる実際の作業に対し、可動領域
全域における速度特性をいかに表現し、作業計画に応用
するか、が課題となる。 これら従来の手法では、アクチュエータの特性が十分に
考慮されておらず、さらに可動領域全域に関するマニピ
ュレータ性能まで拡張したものではないので、実際のマ
ニピュレータの運動特性の評価及び作業の計画に使用す
るには不十分でてあった。このようなことからアクチュ
エータの特性をも考慮して、マニピュレータの可動領域
全域における運動特性の評価方法の開発が望まれてい
る。
特性の評価及び作業計画の決定においては、 １）マニピュレータの出力端の（局所的）運動特性をい
かに表現するか、 ２）目標速度が与えられる実際の作業に対し、可動領域
全域における速度特性をいかに表現し、作業計画に応用
するか、が課題となる。 これら従来の手法では、アクチュエータの特性が十分に
考慮されておらず、さらに可動領域全域に関するマニピ
ュレータ性能まで拡張したものではないので、実際のマ
ニピュレータの運動特性の評価及び作業の計画に使用す
るには不十分でてあった。このようなことからアクチュ
エータの特性をも考慮して、マニピュレータの可動領域
全域における運動特性の評価方法の開発が望まれてい
る。
【０００５】この発明は上記の如き事情に鑑みてなされ
たものであって、個々のマニピュレータの特性を考慮し
てマニピュレータの可動領域全域における運動特性（作
業性能）を評価し、その評価した結果を作業計画に応用
することができるマニピュレータの運動特性の評価法お
よび作業計画への活用法を提供することを目的とするも
のである。
たものであって、個々のマニピュレータの特性を考慮し
てマニピュレータの可動領域全域における運動特性（作
業性能）を評価し、その評価した結果を作業計画に応用
することができるマニピュレータの運動特性の評価法お
よび作業計画への活用法を提供することを目的とするも
のである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この目的に対応して、こ
の発明のマニピュレータの運動特性の評価方法は、マニ
ピュレータの出力端が可動領域で発生できる速度または
加速度の集合である動的速度領域または動的加速度領域
によってマニピュレータの出力端の運動特性を評価する
ことを特徴としている。また、この発明のマニピュレー
タの作業計画への適用法は、全方向に目標速度を発生し
得る出力端の位置と姿勢の集合からなる領域である動的
操作領域を求め、その動的操作領域に含まれる出力端の
位置と姿勢で出力端の作業を構成することを特徴として
いる。
の発明のマニピュレータの運動特性の評価方法は、マニ
ピュレータの出力端が可動領域で発生できる速度または
加速度の集合である動的速度領域または動的加速度領域
によってマニピュレータの出力端の運動特性を評価する
ことを特徴としている。また、この発明のマニピュレー
タの作業計画への適用法は、全方向に目標速度を発生し
得る出力端の位置と姿勢の集合からなる領域である動的
操作領域を求め、その動的操作領域に含まれる出力端の
位置と姿勢で出力端の作業を構成することを特徴として
いる。
【０００７】
【作用】アクチュエータの特性として関節力、関節速度
の出力可能範囲を考慮することによって、マニピュレー
タの出力端の速度、加速度にも出力の制限が加わること
に着目する。
の出力可能範囲を考慮することによって、マニピュレー
タの出力端の速度、加速度にも出力の制限が加わること
に着目する。
【０００８】マニピュレータの運動特性の評価方法で
は、 ・ある位置・姿勢におけるマニピュレータの出力端の作
業座標系と関節座標系との関係式。 ・動力学を考慮したマニピュレータの運動方程式。 ・関節アクチュエータの特性式。 以上の３式によって、出力端の加速度を一定とした場
合、回転系および並進系に関する出力可能な速度の領域
（動的速度領域）が作業座標系内にできる。また、出力
端の速度を一定とした場合、回転系および並進系に関す
る出力可能な加速度の領域（動的加速度領域）が作業座
標系内にできる。これら二つの領域により任意の位置・
姿勢にあるマニピュレータの出力端における運動特性を
把握できる。例えば、動的速度領域がある方向に対して
大きい場合、その方向に速度を発生しやすいことが分か
る。
は、 ・ある位置・姿勢におけるマニピュレータの出力端の作
業座標系と関節座標系との関係式。 ・動力学を考慮したマニピュレータの運動方程式。 ・関節アクチュエータの特性式。 以上の３式によって、出力端の加速度を一定とした場
合、回転系および並進系に関する出力可能な速度の領域
（動的速度領域）が作業座標系内にできる。また、出力
端の速度を一定とした場合、回転系および並進系に関す
る出力可能な加速度の領域（動的加速度領域）が作業座
標系内にできる。これら二つの領域により任意の位置・
姿勢にあるマニピュレータの出力端における運動特性を
把握できる。例えば、動的速度領域がある方向に対して
大きい場合、その方向に速度を発生しやすいことが分か
る。
【０００９】また、可動領域におけるいくつかの出力端
の位置・姿勢に対する動的速度領域をマップとして持っ
ていれば、要求する操作領域に対する目標速度の設定が
容易となるという利点がある。
の位置・姿勢に対する動的速度領域をマップとして持っ
ていれば、要求する操作領域に対する目標速度の設定が
容易となるという利点がある。
【００１０】前記の評価方法をマニピュレータの作業計
画へ適用する際、実際の作業において様々な位置・姿勢
をとるマニピュレータの出力端で、要求する目標速度が
出しうるかどうかを、可動領域内でいかに表現するかが
問題である。その表現法を以下に示す。 １）マニピュレータの出力端の位置・姿勢と一定の加速
度値並びに全方向に発生可能な目標速度を与えた場合、
前記３式を満たすか調べる。 ２）１）で条件を満たす出力端の位置・姿勢の集合をと
り、その集合を作業座標系の領域として表したマップ
（動的操作領域）を構成する。
画へ適用する際、実際の作業において様々な位置・姿勢
をとるマニピュレータの出力端で、要求する目標速度が
出しうるかどうかを、可動領域内でいかに表現するかが
問題である。その表現法を以下に示す。 １）マニピュレータの出力端の位置・姿勢と一定の加速
度値並びに全方向に発生可能な目標速度を与えた場合、
前記３式を満たすか調べる。 ２）１）で条件を満たす出力端の位置・姿勢の集合をと
り、その集合を作業座標系の領域として表したマップ
（動的操作領域）を構成する。
【００１１】動的操作領域の大きさ、形状によりマニピ
ュレータの可動領域全体における速度特性を評価するこ
とができる。なおマニピュレータ出力端の目標速度は、
並進系と回転系に関して次元が異なるので並進速度と回
転速度を分離して考え、それぞれ独立に設定するものと
する。つぎに、作業内容に応じた動的操作領域を作成す
る。この時、目標速度を満たすように軌道を計画した場
合、その軌道が実行可能かどうかを作成した動的操作領
域と照合することによって簡便に検証することができ、
作業計画を行うのに有効である。
ュレータの可動領域全体における速度特性を評価するこ
とができる。なおマニピュレータ出力端の目標速度は、
並進系と回転系に関して次元が異なるので並進速度と回
転速度を分離して考え、それぞれ独立に設定するものと
する。つぎに、作業内容に応じた動的操作領域を作成す
る。この時、目標速度を満たすように軌道を計画した場
合、その軌道が実行可能かどうかを作成した動的操作領
域と照合することによって簡便に検証することができ、
作業計画を行うのに有効である。
【００１２】
【実施例】以下、この発明の詳細を一実施例を示す図面
について説明する。まず、マニピュレータの局所的運動
特性の評価法として動的速度領域を説明する。次に動的
速度領域を用いて動的操作領域の導出法を示す。
について説明する。まず、マニピュレータの局所的運動
特性の評価法として動的速度領域を説明する。次に動的
速度領域を用いて動的操作領域の導出法を示す。
【００１３】動的速度領域 解析モデルとして、ｎ（ｎ≦６）次元空間で動作するｎ
自由度マニピュレータを考える。関節座標系の変数とし
て関節変位（数１）および関節発生力（数２）を、また
作業座標系の変数として出力端の位置・姿勢（数３）を
とる。
自由度マニピュレータを考える。関節座標系の変数とし
て関節変位（数１）および関節発生力（数２）を、また
作業座標系の変数として出力端の位置・姿勢（数３）を
とる。
【００１４】
【数１】
【００１５】
【数２】
【００１６】
【数３】
【００１７】一般にマニピュレータの運動方程式は、次
式（数４）で表される。
式（数４）で表される。
【００１８】
【数４】
【００１９】一方、関節アクチュエータには、たとえ
ば、次式（数５）で示すような出力可能範囲が存在す
る。
ば、次式（数５）で示すような出力可能範囲が存在す
る。
【００２０】
【数５】
【００２１】さらに、関節速度
【外１】 、関節加速度
【外２】 とマニピュレータ出力端の速度
【外３】 、加速度
【外４】 との間には、次式（数６）の関係が成立する。
【００２２】
【数６】
【００２３】ここでＪ（θ）はヤコビ行列である。
【００２４】したがって、マニピュレータの出力端の速
度
度
【外５】 、加速度
【外６】 も、式（１）〜（４）を同時に満足する領域に制限され
る。
る。
【００２５】そこで、マニピュレータの出力端が、ある
位置・姿勢ｒにおいて加速度（数７）の等速運動を行う
場合の動的速度領域を求め、これにより、マニピュレー
タの局所的な運動特性を評価する。
位置・姿勢ｒにおいて加速度（数７）の等速運動を行う
場合の動的速度領域を求め、これにより、マニピュレー
タの局所的な運動特性を評価する。
【００２６】
【数７】
【００２７】動的操作領域を求める手順を図１に示す。
図中の
図中の
【外７】 は目標速度を表す。
【００２８】（実験例） 平面３自由度マニピュレータの動的速度領域 具体例として図２のような垂直平面内を運動する３自由
度シリアルおよびパラレルマニピュレータについて示
す。パラレルマニピュレータは関節Ｊ1 、Ｊ2 、Ｊ6 に
駆動関節を配置した。想定したシリアルマニピュレータ
の諸元を表１に示し、パラレルマニピュレータの諸元を
表２に示す。ただし、各リンクの重心位置はリンクの中
心に存在するものとする。
度シリアルおよびパラレルマニピュレータについて示
す。パラレルマニピュレータは関節Ｊ1 、Ｊ2 、Ｊ6 に
駆動関節を配置した。想定したシリアルマニピュレータ
の諸元を表１に示し、パラレルマニピュレータの諸元を
表２に示す。ただし、各リンクの重心位置はリンクの中
心に存在するものとする。
【００２９】
【表１】
【００３０】
【表２】
【００３１】関節のアクチュエータには、全て同一のＤ
Ｃモータを使用するものとする。ＤＣモータでは、関節
速度
Ｃモータを使用するものとする。ＤＣモータでは、関節
速度
【外８】 と関節発生力τの出力可能範囲は、最大入力電圧と入力
電流の制限により図３の斜線部となる。図中の式（数
８）は、最大関節速度、最大関節発生力を表す。この
時、式（２）は次式（数９）となる（舟橋他、“消費エ
ネルギーを考慮したＤＣモータおよび減速機の選定”、
日本機械学会論文集（Ｃ編）、５６巻、５２８号、ｐ
ｐ．２１７９−２１８６（１９９０））。
電流の制限により図３の斜線部となる。図中の式（数
８）は、最大関節速度、最大関節発生力を表す。この
時、式（２）は次式（数９）となる（舟橋他、“消費エ
ネルギーを考慮したＤＣモータおよび減速機の選定”、
日本機械学会論文集（Ｃ編）、５６巻、５２８号、ｐ
ｐ．２１７９−２１８６（１９９０））。
【００３２】
【数８】
【００３３】
【数９】
【００３４】また、モータの諸元は、次式（数１０）
【００３５】
【数１０】
【００３６】とした。出力端の点Ｐの位置・姿勢ｒ＝
［Ｘｐ，Ｙｐ，φ］T は、関節Ｊ1 を原点とし、重力方
向にＹ軸負方向をとる直交座標系０−ＸＹにより位置
を、Ｘ軸からの回転角により姿勢を表した。ｒ1 ＝
［０．２ｍ，０．２ｍ，π／１２ｒａｄ］T における各
マニピュレータの動的速度領域を、出力端の回転速度
［Ｘｐ，Ｙｐ，φ］T は、関節Ｊ1 を原点とし、重力方
向にＹ軸負方向をとる直交座標系０−ＸＹにより位置
を、Ｘ軸からの回転角により姿勢を表した。ｒ1 ＝
［０．２ｍ，０．２ｍ，π／１２ｒａｄ］T における各
マニピュレータの動的速度領域を、出力端の回転速度
【外９】 に関する等高線図として図４に示す。またｒ2 ＝［０．
１ｍ，０．４ｍ，π／６ｒａｄ］T における動作速度領
域を図５に示す。動的速度領域は点Ｐの位置・姿勢によ
らず閉じた曲面体の内部となるが、大きさや形は出力端
の位置・姿勢により変化する。また、
１ｍ，０．４ｍ，π／６ｒａｄ］T における動作速度領
域を図５に示す。動的速度領域は点Ｐの位置・姿勢によ
らず閉じた曲面体の内部となるが、大きさや形は出力端
の位置・姿勢により変化する。また、
【外１０】 の絶対値が増加するにつれ、速度領域は偏心し等方性を
失うことが分かる。
失うことが分かる。
【００３７】平面３自由度マニピュレータの動的操作領
域 図２のマニピュレータについて動的操作領域を求める。
出力端の目標速度は、並進速度に関して大きさＶｔ、回
転速度に関して大きさＶｒで独立に与える。このとき、
目標速度領域は、
域 図２のマニピュレータについて動的操作領域を求める。
出力端の目標速度は、並進速度に関して大きさＶｔ、回
転速度に関して大きさＶｒで独立に与える。このとき、
目標速度領域は、
【外１１】 空間における半径Ｖｔ、高さ２Ｖｒの円柱となる。この
目標速度を発生し得る出力端の位置・姿勢の集合が、平
面３自由度マニピュレータに関する動的操作領域とな
る。Ｖｔ＝０．５ｍ／ｓ、Ｖｒ＝２．０ｒａｄ／ｓと
し、姿勢φを変えた場合の動的操作領域を図６に示す。
なお、図中の各線が動的操作領域の境界であり、最も外
側にある実線は、その内側で全ての出力端姿勢がとれる
出力端位置の境界を表している。さらに斜線部は全姿勢
において目標速度が発生できる出力端の位置を示してい
る。
目標速度を発生し得る出力端の位置・姿勢の集合が、平
面３自由度マニピュレータに関する動的操作領域とな
る。Ｖｔ＝０．５ｍ／ｓ、Ｖｒ＝２．０ｒａｄ／ｓと
し、姿勢φを変えた場合の動的操作領域を図６に示す。
なお、図中の各線が動的操作領域の境界であり、最も外
側にある実線は、その内側で全ての出力端姿勢がとれる
出力端位置の境界を表している。さらに斜線部は全姿勢
において目標速度が発生できる出力端の位置を示してい
る。
【００３８】
【他の実施例】ここでは一例として図７に示すマニピュ
レータについて動的操作領域を求め、それにより動作計
画を行う。なおマニピュレータの機構定数は表３に示
す。
レータについて動的操作領域を求め、それにより動作計
画を行う。なおマニピュレータの機構定数は表３に示
す。
【００３９】
【表３】
【００４０】平面３自由度マニピュレータの動的操作領
域 出力端の目標速度を、並進速度に関して大きさＶt 、回
転速度に関して大きさＶr で独立に与えた場合、目標速
度領域は、
域 出力端の目標速度を、並進速度に関して大きさＶt 、回
転速度に関して大きさＶr で独立に与えた場合、目標速
度領域は、
【外１２】 空間における半径Ｖt ，高さ２Ｖr の円柱となる。この
目標速度を発生しうるかを図１に示す手順に従い判断
し、動的操作領域を求める。Ｖt ＝０．２m/s 、Ｖr ＝
２．０rad/s とした場合の動的操作領域を図８に示す。
なお、図示の都合上、姿勢φ＝π／３．０，π／３rad
の場合についてのみ示している。図中の各線は動的操作
領域の境界を表し、最も外側にある実線は、その内側で
全ての姿勢がとれる出力端の位置の境界を表している。
目標速度を発生しうるかを図１に示す手順に従い判断
し、動的操作領域を求める。Ｖt ＝０．２m/s 、Ｖr ＝
２．０rad/s とした場合の動的操作領域を図８に示す。
なお、図示の都合上、姿勢φ＝π／３．０，π／３rad
の場合についてのみ示している。図中の各線は動的操作
領域の境界を表し、最も外側にある実線は、その内側で
全ての姿勢がとれる出力端の位置の境界を表している。
【００４１】動的操作領域による動作計画 具体的な作業例としてライン上を移動する工作物に部品
を回転させて組み付ける作業を想定する。要求する組み
付け作業は、図９に示すようにＸ方向に０．２m/s の等
速直線運動で流れてくる工作物に対し、部品の姿勢をφ
＝−π／３〜π／３rad に回転角速度２．０rad/s で等
速に変化させて組み付ける動作とする。ただし、図中に
示す黒点は出力端Ｐの位置を表し、その点から延びるリ
ンクによって姿勢を表している。このとき、要求する作
業が満たされるようなマニピュレータの据えつけ位置と
ラインの設定位置との相対位置関係を動的操作領域を基
に決定することを考える。図１０の軌道Ａで作業を行う
ように相対位置を設定した場合、姿勢φ＝π／３の時の
出力端Ｐの位置が姿勢φ＝π／３に関する動的操作領域
外となり、この作業は実行不可能であることが分かる。
一方、軌道Ｂでは、並進速度および回転速度が図８で与
えた目標速度を満たし、実行可能であることが分かる。
このような検討を加えることにより、運動中における本
作業の開始点として採り得る領域は、図１１の斜線部の
領域に限定されることが分かる。したがって、作業の始
点がこの領域内に含まれるように、マニピュレータとラ
インの相対位置を決定すればよい。
を回転させて組み付ける作業を想定する。要求する組み
付け作業は、図９に示すようにＸ方向に０．２m/s の等
速直線運動で流れてくる工作物に対し、部品の姿勢をφ
＝−π／３〜π／３rad に回転角速度２．０rad/s で等
速に変化させて組み付ける動作とする。ただし、図中に
示す黒点は出力端Ｐの位置を表し、その点から延びるリ
ンクによって姿勢を表している。このとき、要求する作
業が満たされるようなマニピュレータの据えつけ位置と
ラインの設定位置との相対位置関係を動的操作領域を基
に決定することを考える。図１０の軌道Ａで作業を行う
ように相対位置を設定した場合、姿勢φ＝π／３の時の
出力端Ｐの位置が姿勢φ＝π／３に関する動的操作領域
外となり、この作業は実行不可能であることが分かる。
一方、軌道Ｂでは、並進速度および回転速度が図８で与
えた目標速度を満たし、実行可能であることが分かる。
このような検討を加えることにより、運動中における本
作業の開始点として採り得る領域は、図１１の斜線部の
領域に限定されることが分かる。したがって、作業の始
点がこの領域内に含まれるように、マニピュレータとラ
インの相対位置を決定すればよい。
【００４２】
【発明の効果】このように、マニピュレータの出力端に
おける運動特性を、マニピュレータの動力学とアクチュ
エータの特性を考慮した動的速度領域によって評価し、
さらにその評価指標を用いた動的操作領域により実際の
マニピュレータの動作計画が簡便に行える。従来の手法
では、アクチュエータの特性が十分に考慮されていな
い。これに対して、本発明ではアクチュエータの特性お
よびマニピュレータの動力学を考慮して、マニピュレー
タの出力端の速度特性を解析し、出力端で目標速度を発
生できる作業領域を導出する手法を得ることができる。
アクチュエータの配置や選定、リンク長等の機構定数を
出力端における目標速度を発生しうるか検証しながら決
定することにより作業に対し最適な形状や大きさの作業
領域を選定することができる。
おける運動特性を、マニピュレータの動力学とアクチュ
エータの特性を考慮した動的速度領域によって評価し、
さらにその評価指標を用いた動的操作領域により実際の
マニピュレータの動作計画が簡便に行える。従来の手法
では、アクチュエータの特性が十分に考慮されていな
い。これに対して、本発明ではアクチュエータの特性お
よびマニピュレータの動力学を考慮して、マニピュレー
タの出力端の速度特性を解析し、出力端で目標速度を発
生できる作業領域を導出する手法を得ることができる。
アクチュエータの配置や選定、リンク長等の機構定数を
出力端における目標速度を発生しうるか検証しながら決
定することにより作業に対し最適な形状や大きさの作業
領域を選定することができる。
【図１】動的操作領域の求め方を示す流れ図。
【図２】マニピュレータの構成を示す構成説明図。
【図３】ＤＣモータのトルク−角速度領域を示す説明
図。
図。
【図４】動的速度領域を示す説明図。
【図５】他の動的速度領域を示す説明図。
【図６】シリアルマニピュレータの動的操作領域を示す
説明図。
説明図。
【図７】他のマニピュレータの構成を示す構成説明図。
【図８】シリアルマニピュレータの動的操作領域を示す
説明図。
説明図。
【図９】マニピュレータの作業を示す説明図。
【図１０】作業計画への適用を示す説明図。
【図１１】運動中の作業の開始点を示す説明図。
Ｊ1 ,Ｊ2 ，Ｊ3 ，Ｊ4 ，Ｊ5 ，Ｊ6 関節
Claims (2)
- 【請求項１】 マニピュレータの出力端が全ての姿勢に
対して到達可能な可動領域内において出力端で発生でき
る速度ベクトルまたは加速度ベクトルの集合である動的
速度領域または動的加速度領域によって前記マニピュレ
ータの出力端のある位置と姿勢の運動特性を評価するこ
とを特徴とするマニピュレータの運動特性の評価方法。 - 【請求項２】 前記可動領域において全方向に目標速度
を発生し得る前記出力端の位置と姿勢の集合からなる領
域である動的操作領域を求め、その動的操作領域に含ま
れる出力端の位置と姿勢で前記出力端の作業を構成する
ことを特徴とするマニピュレータの作業計画法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8401694A JP2615423B2 (ja) | 1994-03-29 | 1994-03-29 | マニピュレータの運動特性の評価および作業計画法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8401694A JP2615423B2 (ja) | 1994-03-29 | 1994-03-29 | マニピュレータの運動特性の評価および作業計画法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07266270A true JPH07266270A (ja) | 1995-10-17 |
| JP2615423B2 JP2615423B2 (ja) | 1997-05-28 |
Family
ID=13818779
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8401694A Expired - Lifetime JP2615423B2 (ja) | 1994-03-29 | 1994-03-29 | マニピュレータの運動特性の評価および作業計画法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2615423B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003535711A (ja) * | 2000-06-21 | 2003-12-02 | コミツサリア タ レネルジー アトミーク | ２つのパラレルブランチを有する制御アーム |
| JP2010518972A (ja) * | 2007-02-23 | 2010-06-03 | マイクロデクステラティー・システムズ・インコーポレーテッド | 改良されたマニプレータ |
-
1994
- 1994-03-29 JP JP8401694A patent/JP2615423B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003535711A (ja) * | 2000-06-21 | 2003-12-02 | コミツサリア タ レネルジー アトミーク | ２つのパラレルブランチを有する制御アーム |
| JP2010518972A (ja) * | 2007-02-23 | 2010-06-03 | マイクロデクステラティー・システムズ・インコーポレーテッド | 改良されたマニプレータ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2615423B2 (ja) | 1997-05-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |