JPH07276273A - パラレルリンクマニピュレータのたわみ補正制御方法 - Google Patents
パラレルリンクマニピュレータのたわみ補正制御方法Info
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- JPH07276273A JPH07276273A JP7232094A JP7232094A JPH07276273A JP H07276273 A JPH07276273 A JP H07276273A JP 7232094 A JP7232094 A JP 7232094A JP 7232094 A JP7232094 A JP 7232094A JP H07276273 A JPH07276273 A JP H07276273A
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- JP
- Japan
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- manipulator
- matrix
- deflection
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- link
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- 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
- G05B2219/39—Robotics, robotics to robotics hand
- G05B2219/39176—Compensation deflection arm
-
- 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
- G05B2219/50—Machine tool, machine tool null till machine tool work handling
- G05B2219/50162—Stewart platform, hexapod construction
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明はパラレルリンクマニピュレータにお
いて、高精度な軌道追従と位置決め精度を可能にするた
わみ補正方法を提供する。 【構成】 パラレルリンクマニピュレータの各駆動リン
クの剛性演算方法、及びこの方法と従来知られているロ
ボットの運動学により得られるパラレルリンクマニピュ
レータ全体のたわみ演算方式を用いて、実時間で外力に
よるたわみ量を求め、このたわみ量を加えたリンク長設
定値を真の設定値とするたわみ補正方法。
いて、高精度な軌道追従と位置決め精度を可能にするた
わみ補正方法を提供する。 【構成】 パラレルリンクマニピュレータの各駆動リン
クの剛性演算方法、及びこの方法と従来知られているロ
ボットの運動学により得られるパラレルリンクマニピュ
レータ全体のたわみ演算方式を用いて、実時間で外力に
よるたわみ量を求め、このたわみ量を加えたリンク長設
定値を真の設定値とするたわみ補正方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はパラレルリンクマニピュ
レータにおいて、組立作業のような重量物の把持や、外
部との接触による外力を受けながらの高精度な軌道追従
と位置決め精度を必要とする作業等に利用できる、パラ
レルリンクマニピュレータのたわみ補正方法に関するも
のである。
レータにおいて、組立作業のような重量物の把持や、外
部との接触による外力を受けながらの高精度な軌道追従
と位置決め精度を必要とする作業等に利用できる、パラ
レルリンクマニピュレータのたわみ補正方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来の剛性解析は例えば有限要素法のよ
うに、モデルを各要素に分割し、外力による各接点の変
化量を演算するため、剛性マトリクスが大きくなり、実
時間での演算処理ができなかった。
うに、モデルを各要素に分割し、外力による各接点の変
化量を演算するため、剛性マトリクスが大きくなり、実
時間での演算処理ができなかった。
【０００３】また、従来のロボットアームのたわみ補正
方法は、特開昭６２−１５７７９０号公報に見られるよ
うなティーチングプレイバック式のロボットに関して、
各ティーチングポイントにおけるたわみ量を予め算出し
テープ化しておき、このデータを用いて各ティーチング
ポイントにおけるロボットのたわみ量を補正するもので
あり、この方法では動作が複雑でティーチングポイント
が多い場合など、多くの点におけるたわみ量データの記
憶が必要であり、膨大なｃｐｕメモリが必要となる。
方法は、特開昭６２−１５７７９０号公報に見られるよ
うなティーチングプレイバック式のロボットに関して、
各ティーチングポイントにおけるたわみ量を予め算出し
テープ化しておき、このデータを用いて各ティーチング
ポイントにおけるロボットのたわみ量を補正するもので
あり、この方法では動作が複雑でティーチングポイント
が多い場合など、多くの点におけるたわみ量データの記
憶が必要であり、膨大なｃｐｕメモリが必要となる。
【０００４】また、この方法では各ティーチングポイン
トでのたわみ量の補正は行えるが、各ティーチングポイ
ント間の軌道上でのたわみ補正が行えず、ロボットは目
標軌道とは異なった軌道上を移動することとなる。
トでのたわみ量の補正は行えるが、各ティーチングポイ
ント間の軌道上でのたわみ補正が行えず、ロボットは目
標軌道とは異なった軌道上を移動することとなる。
【０００５】更にロボットを遠隔操作する場合、ロボッ
トの動きはティーチングプレイバックロボットのような
単純な繰り返し動作ではなく、ロボットの動作範囲内を
任意の位置・姿勢で動くため、軌道上で正確な位置や姿
勢が必要な場合、全てのポイントでのたわみ量を演算し
ておく必要があり、また、全てのポイントでたわみ補正
を行うには、制御中の実時間でのたわみ量演算が必要で
あるため、従来のロボットアームのたわみ補正方法の適
用が不可能である。
トの動きはティーチングプレイバックロボットのような
単純な繰り返し動作ではなく、ロボットの動作範囲内を
任意の位置・姿勢で動くため、軌道上で正確な位置や姿
勢が必要な場合、全てのポイントでのたわみ量を演算し
ておく必要があり、また、全てのポイントでたわみ補正
を行うには、制御中の実時間でのたわみ量演算が必要で
あるため、従来のロボットアームのたわみ補正方法の適
用が不可能である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明はパラレルリン
クマニピュレータの各駆動リンクの剛性演算方法、及び
この方法と従来知られているロボットの運動学により得
られるパラレルリンクマニピュレータ全体のたわみ演算
式を用いて、実時間で外力によるたわみ量を演算するこ
とにより、任意の軌道上におけるパラレルリンクマニピ
ュレータのたわみを補正する方法を提供することを目的
とする。
クマニピュレータの各駆動リンクの剛性演算方法、及び
この方法と従来知られているロボットの運動学により得
られるパラレルリンクマニピュレータ全体のたわみ演算
式を用いて、実時間で外力によるたわみ量を演算するこ
とにより、任意の軌道上におけるパラレルリンクマニピ
ュレータのたわみを補正する方法を提供することを目的
とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、（１）各駆動リンクの長さを制御してマニピュレ
ータの移動を行うパラレルリンクマニピュレータの制御
方法において、各駆動リンクの剛性マトリクスとパラレ
ルリンクマニピュレータの現在の位置・姿勢を表すヤコ
ビアンマトリクスから全体剛性マトリクスを計算し、同
時にマニピュレータの手先における現在の外力を検出
し、次に該検出値及び前記全体剛性マトリクスより現在
のマニピュレータの位置・姿勢のたわみ量を演算し、該
たわみ量を予め与えられたマニピュレータの次の目標位
置・姿勢の設定値に加えた値を真の設定値とし、該真の
設定値とヤコビアンマトリクスからマニピュレータの次
の目標位置・姿勢を実現する駆動リンク長を求め、該駆
動リンク長を駆動リンク長の設定値とすることを特徴と
するパラレルリンクマニピュレータのたわみ補正制御方
法である。また、（２）各駆動リンクの長さを制御して
マニピュレータの移動を行うパラレルリンクマニピュレ
ータの制御方法において、各駆動リンクの剛性マトリク
スとパラレルリンクマニピュレータの現在の位置・姿勢
を表すヤコビアンマトリクスから全体剛性マトリクスを
計算し、同時にマニピュレータの手先における現在の外
力を検出し、次に該検出値、ヤコビアンマトリクス及び
全体剛性マトリクスより現在の各駆動リンクのリンク長
さの微小変化量を演算し、該微小変化量をたわみ補正値
として予め与えられた次の各駆動リンク長さの設定値に
加えた値を真の設定値とすることを特徴とするパラレル
リンクマニピュレータのたわみ補正制御方法である。
ろは、（１）各駆動リンクの長さを制御してマニピュレ
ータの移動を行うパラレルリンクマニピュレータの制御
方法において、各駆動リンクの剛性マトリクスとパラレ
ルリンクマニピュレータの現在の位置・姿勢を表すヤコ
ビアンマトリクスから全体剛性マトリクスを計算し、同
時にマニピュレータの手先における現在の外力を検出
し、次に該検出値及び前記全体剛性マトリクスより現在
のマニピュレータの位置・姿勢のたわみ量を演算し、該
たわみ量を予め与えられたマニピュレータの次の目標位
置・姿勢の設定値に加えた値を真の設定値とし、該真の
設定値とヤコビアンマトリクスからマニピュレータの次
の目標位置・姿勢を実現する駆動リンク長を求め、該駆
動リンク長を駆動リンク長の設定値とすることを特徴と
するパラレルリンクマニピュレータのたわみ補正制御方
法である。また、（２）各駆動リンクの長さを制御して
マニピュレータの移動を行うパラレルリンクマニピュレ
ータの制御方法において、各駆動リンクの剛性マトリク
スとパラレルリンクマニピュレータの現在の位置・姿勢
を表すヤコビアンマトリクスから全体剛性マトリクスを
計算し、同時にマニピュレータの手先における現在の外
力を検出し、次に該検出値、ヤコビアンマトリクス及び
全体剛性マトリクスより現在の各駆動リンクのリンク長
さの微小変化量を演算し、該微小変化量をたわみ補正値
として予め与えられた次の各駆動リンク長さの設定値に
加えた値を真の設定値とすることを特徴とするパラレル
リンクマニピュレータのたわみ補正制御方法である。
【０００８】
【作用】本発明の作用を図４に示すパラレルリンクマニ
ピュレータを用いた実施例に基づいて説明する。図３及
び図４に示すようにパラレルリンクマニピュレータの各
駆動リンクの剛性は駆動リンクを構成する要素の剛性に
よる直列バネ構造となっており、その中の各要素の剛性
は駆動リンクの長さに関わらず常に一定となるものと、
駆動リンクの長さの変化に伴い、剛性が変化するものが
ある。
ピュレータを用いた実施例に基づいて説明する。図３及
び図４に示すようにパラレルリンクマニピュレータの各
駆動リンクの剛性は駆動リンクを構成する要素の剛性に
よる直列バネ構造となっており、その中の各要素の剛性
は駆動リンクの長さに関わらず常に一定となるものと、
駆動リンクの長さの変化に伴い、剛性が変化するものが
ある。
【０００９】例えば、図３の（ｂ）に示した直動駆動リ
ンクの場合には、剛性が一定の要素である、ジョイント
剛性（Ｋj1，Ｋj2）、シリンダ剛性（Ｋs)と剛性が駆動
リンクの長さ（Ｌi)に関連するシャフト剛性（Ｋl)があ
り、駆動リンク全体の剛性（Ｋi)は直列バネの式（１）
で表される。
ンクの場合には、剛性が一定の要素である、ジョイント
剛性（Ｋj1，Ｋj2）、シリンダ剛性（Ｋs)と剛性が駆動
リンクの長さ（Ｌi)に関連するシャフト剛性（Ｋl)があ
り、駆動リンク全体の剛性（Ｋi)は直列バネの式（１）
で表される。
【００１０】また、ジョイント剛性（Ｋj1，Ｋj2）とシ
リンダ剛性（Ｋs)を予め求め、式（２）により定数βを
算出しておき、更に駆動リンクの長さ（Ｌi)に関連する
シャフト剛性（Ｋl)は式（３）で表され、その係数αを
算出しておくことにより、駆動リンク剛性（Ｋi)は
（４）式のように定数α，β及び駆動リンクの長さ（Ｌ
i)により求められる。 １／Ｋi ＝１／Ｋj1＋１／Ｋj2＋１／Ｋs ＋１／Ｋl ………（１） １／β＝１／Ｋj1＋１／Ｋj2＋１／Ｋs ……………………（２） Ｋl ＝α／Ｌi ……………………（３） Ｋi ＝（αβ）／（α＋βＬi ） ……………………（４）
リンダ剛性（Ｋs)を予め求め、式（２）により定数βを
算出しておき、更に駆動リンクの長さ（Ｌi)に関連する
シャフト剛性（Ｋl)は式（３）で表され、その係数αを
算出しておくことにより、駆動リンク剛性（Ｋi)は
（４）式のように定数α，β及び駆動リンクの長さ（Ｌ
i)により求められる。 １／Ｋi ＝１／Ｋj1＋１／Ｋj2＋１／Ｋs ＋１／Ｋl ………（１） １／β＝１／Ｋj1＋１／Ｋj2＋１／Ｋs ……………………（２） Ｋl ＝α／Ｌi ……………………（３） Ｋi ＝（αβ）／（α＋βＬi ） ……………………（４）
【００１１】また、各駆動リンクに加わる外力（Ｔ1 〜
Ｔ6)のマトリクス〔Ｔ〕と各駆動リンクの長さ（Ｌi)か
らの長さの微小変化量（δＬ1 〜δＬ6 ）のマトリクス
〔δＬi 〕の関係は、（４）式で得られた各リンク剛性
（Ｋi)による対角マトリクス〔Ｋi 〕を用いて、（５）
式で表される。
Ｔ6)のマトリクス〔Ｔ〕と各駆動リンクの長さ（Ｌi)か
らの長さの微小変化量（δＬ1 〜δＬ6 ）のマトリクス
〔δＬi 〕の関係は、（４）式で得られた各リンク剛性
（Ｋi)による対角マトリクス〔Ｋi 〕を用いて、（５）
式で表される。
【数１】
【００１２】次に、従来知られているロボットの幾何学
的特徴を表す運動学式は（７）〜（１０）式となり、
（７），（８）式はパラレルリンクマニピュレータの手
先の各軸方向への微小変化（δｘ，δｙ，δｚ）と各軸
まわりの微小回転変化（δψｘ，δψｙ，δψｚ）で表
される手先微小変化マリトクス〔δＸ〕と、各駆動リン
クの長さの微小変化（δＬ1 〜δＬ6)のマトリクス〔δ
Ｌi 〕の関係式であり、ロボットの位置・姿勢によって
決定される従来知られている６行６列ヤコビアンマトリ
クス〔Ｊ〕によって表される。
的特徴を表す運動学式は（７）〜（１０）式となり、
（７），（８）式はパラレルリンクマニピュレータの手
先の各軸方向への微小変化（δｘ，δｙ，δｚ）と各軸
まわりの微小回転変化（δψｘ，δψｙ，δψｚ）で表
される手先微小変化マリトクス〔δＸ〕と、各駆動リン
クの長さの微小変化（δＬ1 〜δＬ6)のマトリクス〔δ
Ｌi 〕の関係式であり、ロボットの位置・姿勢によって
決定される従来知られている６行６列ヤコビアンマトリ
クス〔Ｊ〕によって表される。
【００１３】また、（９），（１０）式はパラレルリン
クマニピュレータの各駆動リンクの発生力（Ｔ1 〜Ｔ6)
のマトリクス〔Ｔ〕と、手先での出力（Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆ
ｚ，Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚ）のマトリクス〔Ｆ〕の関係式で
あり、ヤコビアンマトリクスの転置マトリクス〔Ｊ〕T
で表される。
クマニピュレータの各駆動リンクの発生力（Ｔ1 〜Ｔ6)
のマトリクス〔Ｔ〕と、手先での出力（Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆ
ｚ，Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚ）のマトリクス〔Ｆ〕の関係式で
あり、ヤコビアンマトリクスの転置マトリクス〔Ｊ〕T
で表される。
【数２】
【００１４】以上の（５）式〜（１０）式により、パラ
レルリンクマニピュレータの全体たわみ式、つまり手先
に加わる外力〔Ｆ〕と、手先のたわみ量（δｘ，δｙ，
δｚ，δψｘ，δψｙ，δψｚ）のマトリクス〔δＸ〕
の関係は、各駆動リンク剛性マトリクス〔Ｋi 〕及びヤ
コビアンマリトクス〔Ｊ〕を用いて（１１）式で表され
る。 〔Ｆ〕＝〔Ｊ〕T 〔Ｋi 〕〔Ｊ〕〔δＸ〕 …………………（１１）
レルリンクマニピュレータの全体たわみ式、つまり手先
に加わる外力〔Ｆ〕と、手先のたわみ量（δｘ，δｙ，
δｚ，δψｘ，δψｙ，δψｚ）のマトリクス〔δＸ〕
の関係は、各駆動リンク剛性マトリクス〔Ｋi 〕及びヤ
コビアンマリトクス〔Ｊ〕を用いて（１１）式で表され
る。 〔Ｆ〕＝〔Ｊ〕T 〔Ｋi 〕〔Ｊ〕〔δＸ〕 …………………（１１）
【００１５】また、（１１）式からパラレルリンクマニ
ピュレータの全体剛性マトリクスは（１２）式のように
パラレルリンクマニピュレータの位置・姿勢から得られ
るヤコビアンマトリクス〔Ｊ〕と、各駆動リンクの剛性
マトリクス〔Ｋi 〕により表される。 〔Ｋ〕＝〔Ｊ〕T 〔Ｋi 〕〔Ｊ〕 …………………（１２）
ピュレータの全体剛性マトリクスは（１２）式のように
パラレルリンクマニピュレータの位置・姿勢から得られ
るヤコビアンマトリクス〔Ｊ〕と、各駆動リンクの剛性
マトリクス〔Ｋi 〕により表される。 〔Ｋ〕＝〔Ｊ〕T 〔Ｋi 〕〔Ｊ〕 …………………（１２）
【００１６】具体的なパラレルリンクマニピュレータの
たわみ補正方法は図１に示すように、まず、全体剛性マ
トリクス演算部においてパラレルリンクマニピュレータ
手先の軌道中のＮ番目の目標とする位置姿勢（ｘ，ｙ，
ｚ，ψｘ，ψｙ，ψｚ）N のマトリクス〔ＸN 〕を用い
て、ヤコビアンマトリクス〔ＪN 〕を演算し、また予め
求めておいた各駆動リンク剛性（Ｋ1 〜Ｋ6)のマトリク
ス〔Ｋi 〕により、（１２）式を用いてパラレルリンク
マニピュレータの全体剛性マトリクスの逆マトリクス
〔ＫN 〕-1を演算する。
たわみ補正方法は図１に示すように、まず、全体剛性マ
トリクス演算部においてパラレルリンクマニピュレータ
手先の軌道中のＮ番目の目標とする位置姿勢（ｘ，ｙ，
ｚ，ψｘ，ψｙ，ψｚ）N のマトリクス〔ＸN 〕を用い
て、ヤコビアンマトリクス〔ＪN 〕を演算し、また予め
求めておいた各駆動リンク剛性（Ｋ1 〜Ｋ6)のマトリク
ス〔Ｋi 〕により、（１２）式を用いてパラレルリンク
マニピュレータの全体剛性マトリクスの逆マトリクス
〔ＫN 〕-1を演算する。
【００１７】また、パラレルリンクマニピュレータの手
先または各駆動リンクに取り付けた外力検出器により、
パラレルリンクマニピュレータの手先に加わる外力（Ｆ
ｘ，Ｆｙ，Ｆｚ，Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚ）N のマトリクス
〔ＦN 〕を求め、たわみ量演算部において前述のパラレ
ルリンクマニピュレータ全体剛性マトリクスの逆マトリ
クス〔ＫN 〕-1と、パラレルリンクマニピュレータ手先
に加わる外力マトリクス〔ＦN 〕により（１１）式を用
いてパラレルリンクマニピュレータの外力〔ＦN〕によ
る手先のたわみ量（δｘ，δｙ，δｚ，δψｘ，δψ
ｙ，δψｚ）N のマトリクス〔δＸN 〕を演算する。
先または各駆動リンクに取り付けた外力検出器により、
パラレルリンクマニピュレータの手先に加わる外力（Ｆ
ｘ，Ｆｙ，Ｆｚ，Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚ）N のマトリクス
〔ＦN 〕を求め、たわみ量演算部において前述のパラレ
ルリンクマニピュレータ全体剛性マトリクスの逆マトリ
クス〔ＫN 〕-1と、パラレルリンクマニピュレータ手先
に加わる外力マトリクス〔ＦN 〕により（１１）式を用
いてパラレルリンクマニピュレータの外力〔ＦN〕によ
る手先のたわみ量（δｘ，δｙ，δｚ，δψｘ，δψ
ｙ，δψｚ）N のマトリクス〔δＸN 〕を演算する。
【００１８】このパラレルリンクマニピュレータ手先の
たわみ量〔δＸN 〕を次の（Ｎ＋１番目の）目標位置・
姿勢〔ＸN+1 〕に加え、新たな目標位置・姿勢〔ＸN+1
＋δＸN 〕とし、これを通常の位置制御系に適用する。
たわみ量〔δＸN 〕を次の（Ｎ＋１番目の）目標位置・
姿勢〔ＸN+1 〕に加え、新たな目標位置・姿勢〔ＸN+1
＋δＸN 〕とし、これを通常の位置制御系に適用する。
【００１９】以上の操作によりパラレルリンクマニピュ
レータに加わる外力〔Ｆ〕によるパラレルリンクマニピ
ュレータのたわみ量〔δＸ〕を補正した軌道制御が行
え、更に本操作は６行６列のマトリクス演算のため、制
御中の実時間での制御が可能となる。
レータに加わる外力〔Ｆ〕によるパラレルリンクマニピ
ュレータのたわみ量〔δＸ〕を補正した軌道制御が行
え、更に本操作は６行６列のマトリクス演算のため、制
御中の実時間での制御が可能となる。
【００２０】また、他の方法では図２に示すように、ま
ず全体剛性マトリクス演算部においてパラレルリンクマ
ニピュレータ手先の軌道中のＮ番目の目標とする位置姿
勢（ｘ，ｙ，ｚ，ψｘ，ψｙ，ψｚ）N 〔ＸN 〕を用い
て、ヤコビアンマトリクス〔ＪN 〕を演算し、また、予
め求めておいた各駆動リンク剛性（Ｋ1 〜Ｋ6)のマトリ
クス〔Ｋi 〕により（１２）式を用いてパラレルリンク
マニピュレータの全体剛性マトリクスの逆マトリクス
〔ＫN 〕-1を演算する。
ず全体剛性マトリクス演算部においてパラレルリンクマ
ニピュレータ手先の軌道中のＮ番目の目標とする位置姿
勢（ｘ，ｙ，ｚ，ψｘ，ψｙ，ψｚ）N 〔ＸN 〕を用い
て、ヤコビアンマトリクス〔ＪN 〕を演算し、また、予
め求めておいた各駆動リンク剛性（Ｋ1 〜Ｋ6)のマトリ
クス〔Ｋi 〕により（１２）式を用いてパラレルリンク
マニピュレータの全体剛性マトリクスの逆マトリクス
〔ＫN 〕-1を演算する。
【００２１】また、パラレルリンクマニピュレータの手
先または各駆動リンクに取り付けた外力検出器によりパ
ラレルリンクマニピュレータの手先に加わる外力（Ｆ
ｘ，Ｆｙ，Ｆｚ，Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚ）N のマトリクス
〔ＦN 〕を求め、たわみ量演算部において前述のパラレ
ルリンクマニピュレータ全体剛性マトリクスの逆マトリ
クス〔ＫN 〕-1及びヤコビアンマトリクス〔ＪN 〕と、
パラレルリンクマニピュレータ手先に加わる外力マトリ
クス〔ＦN 〕により（１３）式を用いてパラレルリンク
マニピュレータの外力〔ＦN 〕による各駆動リンクのた
わみ量（δＬ1 〜δＬ6)のマトリクス〔δＬi N 〕を演
算する。 〔δＬi N 〕＝〔ＪN 〕〔ＫN 〕-1〔ＦN 〕 ………………（１３）
先または各駆動リンクに取り付けた外力検出器によりパ
ラレルリンクマニピュレータの手先に加わる外力（Ｆ
ｘ，Ｆｙ，Ｆｚ，Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚ）N のマトリクス
〔ＦN 〕を求め、たわみ量演算部において前述のパラレ
ルリンクマニピュレータ全体剛性マトリクスの逆マトリ
クス〔ＫN 〕-1及びヤコビアンマトリクス〔ＪN 〕と、
パラレルリンクマニピュレータ手先に加わる外力マトリ
クス〔ＦN 〕により（１３）式を用いてパラレルリンク
マニピュレータの外力〔ＦN 〕による各駆動リンクのた
わみ量（δＬ1 〜δＬ6)のマトリクス〔δＬi N 〕を演
算する。 〔δＬi N 〕＝〔ＪN 〕〔ＫN 〕-1〔ＦN 〕 ………………（１３）
【００２２】このパラレルリンクマニピュレータ各駆動
リンクのたわみ量〔δＬi N 〕を通常の位置制御系中で
演算するマニピュレータ手先の次の（Ｎ＋１番目の）目
標位置・姿勢を実現する目標駆動リンク長〔Ｌi N+1 〕
に加え、新たな目標駆動リンク長〔Ｌi N+1 ＋δＬi
N 〕とする。
リンクのたわみ量〔δＬi N 〕を通常の位置制御系中で
演算するマニピュレータ手先の次の（Ｎ＋１番目の）目
標位置・姿勢を実現する目標駆動リンク長〔Ｌi N+1 〕
に加え、新たな目標駆動リンク長〔Ｌi N+1 ＋δＬi
N 〕とする。
【００２３】以上の操作によりパラレルリンクマニピュ
レータに加わる外力〔Ｆ〕によるパラレルリンクマニピ
ュレータの駆動リンクのたわみ量〔δＬi 〕を補正する
ことによる高精度な軌道制御が行え、更に本操作は６行
６列のマトリクス演算のため、制御中の実時間での制御
が可能となる。
レータに加わる外力〔Ｆ〕によるパラレルリンクマニピ
ュレータの駆動リンクのたわみ量〔δＬi 〕を補正する
ことによる高精度な軌道制御が行え、更に本操作は６行
６列のマトリクス演算のため、制御中の実時間での制御
が可能となる。
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば外力によるロボットのた
わみ補正がリアルタイムに実行でき、重量物の把持や接
触による外力を受けながらの高精度な軌道制御が可能と
なり、より精密な作業が行える。
わみ補正がリアルタイムに実行でき、重量物の把持や接
触による外力を受けながらの高精度な軌道制御が可能と
なり、より精密な作業が行える。
【図１】本発明に係るたわみ補正制御フローの一例を示
す図。
す図。
【図２】本発明に係るたわみ補正制御フローの他の例を
示す図。
示す図。
【図３】駆動リンク概略図。
【図４】パラレルリンクマニピュレータ概略図。
１ ロボット手先 ２〜７ 直動タイプ駆動リンク ８ ユニバーサルジョイント ９ 駆動モータ １０ 直動シリンダ
Claims (2)
- 【請求項１】 各駆動リンクの長さを制御してマニピュ
レータの移動を行うパラレルリンクマニピュレータの制
御方法において、各駆動リンクの剛性マトリクスとパラ
レルリンクマニピュレータの現在の位置・姿勢を表すヤ
コビアンマトリクスから全体剛性マトリクスを計算し、
同時にマニピュレータの手先における現在の外力を検出
し、次に該検出値及び前記全体剛性マトリクスより現在
のマニピュレータの位置・姿勢のたわみ量を演算し、該
たわみ量を予め与えられたマニピュレータの次の目標位
置・姿勢の設定値に加えた値を真の設定値とし、該真の
設定値とヤコビアンマトリクスからマニピュレータの次
の目標位置・姿勢を実現する駆動リンク長を求め、該駆
動リンク長を駆動リンク長の設定値とすることを特徴と
するパラレルリンクマニピュレータのたわみ補正制御方
法。 - 【請求項２】 各駆動リンクの長さを制御してマニピュ
レータの移動を行うパラレルリンクマニピュレータの制
御方法において、各駆動リンクの剛性マトリクスとパラ
レルリンクマニピュレータの現在の位置・姿勢を表すヤ
コビアンマトリクスから全体剛性マトリクスを計算し、
同時にマニピュレータの手先における現在の外力を検出
し、次に該検出値、ヤコビアンマトリクス及び全体剛性
マトリクスより現在の各駆動リンクのリンク長さの微小
変化量を演算し、該微小変化量をたわみ補正値として予
め与えられた次の各駆動リンク長さの設定値に加えた値
を真の設定値とすることを特徴とするパラレルリンクマ
ニピュレータのたわみ補正制御方法。
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07232094A JP3380327B2 (ja) | 1994-04-11 | 1994-04-11 | パラレルリンクマニピュレータのたわみ補正制御方法 |
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ID=13485880
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