JPH08243959A

JPH08243959A - 複腕協調制御装置

Info

Publication number: JPH08243959A
Application number: JP5018895A
Authority: JP
Inventors: Kaku Ejiri; 革江尻; Takashi Aoki; 孝青木
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1995-03-09
Filing date: 1995-03-09
Publication date: 1996-09-24

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、複数のアームを協調制御する複腕
協調制御装置に関し、アーム毎に対象制御部およびアー
ムインピーダンス制御部を設け、全アームの力情報およ
び位置情報を相互に参照してインピーダンス制御を行
い、複数のアームが別々の対象物を把持したり、複数の
アームが１つの対象物を協調して把持することを目的と
する。【構成】アームを位置指令値と力指令値の間で制御す
るインピーダンス制御を行うアームインピーダンス制御
部と、プラナなどからの指令と全アームからのアーム先
端位置、アーム先端力をもとにアームインピーダンス制
御部にアーム位置指令値とアーム力指令値を指示する対
象物制御部とをアーム毎に設けるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数のアームをインピ
ーダンス制御により協調制御する複腕協調制御装置であ
って、１つあるいは複数の対象物を複数のロボットアー
ムにより把持して作業を行う複腕強調制御装置に関する
ものである。

【０００２】複数のロボットアームを用いた作業は、
（１）それぞれのアームが別々の対象物を持ち、平行
して作業を行う場合、（２）複数のアームが１つの対
象物を把持して作業を行う場合、に分類できる。

【０００３】実際の作業では、それぞれのアームが把持
した対象物を結合し、結合後一体となる場合など、
（１）の単腕作業、（２）の複腕作業が混在し、連続的
に切り替わるものが多い。これらを統一的に扱うことが
でき、しかもスムーズに制御できる制御系が望まれてい
る。

【０００４】

【従来の技術】複数のアームで対象物を把持する場合、
過大な内力が発生する恐れがある。これを解決するた
め、図９に示すような複腕協調制御装置がある。この複
腕協調制御装置によれば、アーム制御系を単なる位置制
御に加えて力制御することにより、内力を制御し、対象
物に発生する慣性力や重力を把持するアームに分配しつ
つ、対象物が外界と接触した場合の対象物インピーダン
ス制御を行っている。以下簡単に図９の構成を説明す
る。

【０００５】図９は、従来技術の説明図を示す。図９に
おいて、プラナ４１は、アームに指令を発するものであ
って、ここでは、図示の下記の指令を対象物制御部４２
に発するものである。

【０００６】・対象物の目標軌道・対象物の質量・イナーシャ・対象物の目標インピーダンス・把持アーム・把持位置・負荷分散係数・内力指令値次に、動作を説明する。

【０００７】（１）操作者がプラナ４１を使って図示
の指令を対象物制御部４２に発する。（２）対象物制御部４２は、指令をもとにアーム位置
指令値およびアーム力指令値を算出しアームインピーダ
ンス制御部４３に指示してアームを駆動し、そのとき
のアーム先端位置およびアーム先端力をもとにアーム
の軌道を修正する。同様に、他のアームについても、
対象物制御部４２は、指令をもとにアーム位置指令値お
よびアーム力指令値を算出しアームインピーダンス制御
部４３に指示してアームを駆動し、そのときのアーム
先端位置およびアーム先端力をもとにアームの軌道を
修正する。

【０００８】（３）（１）および（２）を繰り返す。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、実際の作業で
は、複数のアームで１つの対象物を把持する場合の他
に、複数のアームが別々の対象物を持ち、平行して作業
を行ったり、それらを結合して１つの対象物として扱っ
たりなどする場合が混在する。上述した図９のような制
御系では、一度に１つの対象物しか扱えないため、複数
の対象物を同時に扱う作業ができない。１つの方法とし
て、片方のアームを対象物制御系を通さずに直接に制御
する方法も考えられるが、この場合には、対象物の質量
を考慮した力制御ができない問題がある。また、作業中
のアームの制御モードと対象物の制御モードとの間で切
り替えが必要となり、制御が不安定になりやすく、操作
者からの指令が複雑になってしまう問題があった。

【００１０】本発明は、これらの問題を解決するため、
アーム毎に対象制御部およびアームインピーダンス制御
部を設け、全アームの力情報および位置情報を相互に参
照してインピーダンス制御を行い、複数のアームが別々
の対象物を把持したり、複数のアームが１つの対象物を
協調して安全かつスムーズに把持することを目的として
いる。

【００１１】

【課題を解決するための手段】図１は、本発明の原理ブ
ロック図を示す。図１において、対象物制御部１は、プ
ラナ３などからの指令と全アームからのアーム先端位
置、アーム先端力をもとにアームインピーダンス制御部
２にアーム位置指令値とアーム力指令値を指令するもの
である。ここで、指令は、図示の下記である。

【００１２】・対象物の目標軌道・対象物の質量・イナーシャ・対象物の目標インピーダンス・把持アーム・把持位置・負荷分配係数・内力指令値・その他アームインピーダンス制御部２は、対象物制御部１から
のアーム位置指令値およびアーム力指令値をもとにアー
ムを位置指令値と力指令値の中間で制御するインピーダ
ンス制御するものである。

【００１３】プラナ３は、アーム毎に設けた対象物制御
部１に指令を行うものである。

【００１４】

【作用】本発明は、図１に示すように、対象物制御部１
がプラナ３などからの指令と全アームからのアーム先端
位置、アーム先端力をもとにアームインピーダンス制御
部２にアーム位置指令値とアーム力指令値を指令し、指
令を受けた各アームのアームインピーダンス制御部２が
アームを指令を受けた位置指令値と力指令値の間で制御
するインピーダンス制御するようにしている。

【００１５】この際、プラナ３などからの少なくとも目
標軌道指令値、力指令値および負荷分配係数に従い、各
アームの対象物制御部１が負荷分配係数で分配したアー
ムの力指令値とアーム位置指令値をそれぞれ算出してア
ームインピーダンス制御部２に指令してアームをそれぞ
れ駆動し、自分のアームおよび他のアームのアーム先端
位置とアーム先端力をそれぞれ取り込み、インピーダン
ス制御により目標軌道を修正するようにしている。

【００１６】また、プラナ３などがアームの対象物制御
部１に独立に少なくとも目標軌道指令値、力指令値およ
び負荷分配係数を与えて独立に把持する対象物を結合位
置に移動させ結合させた状態で、少なくとも目標軌道指
令値、力指令値および負荷分配係数を各アームの対象物
制御部１にそれぞれ指令し、インピーダンス制御するよ
うにしている。

【００１７】また、プラナ３などが各アームの対象物制
御部１に少なくとも目標軌道指令値、力指令値および負
荷分配係数を与えて協調して把持する対象物を握り直し
位置に移動させ、握り直すアームの対象物制御部１に少
なくとも零の負荷分配係数および他のアームの対象物制
御部１に少なくとも当該アームの分を加えた負荷分配係
数を指令し非把持とした後、少なくとも握り直し位置お
よび零の負荷分配係数を指令し握り直す位置に移動させ
把持させた後、各アームの対象物制御部１に少なくとも
目標軌道指令値、力指令値および負荷分配係数をそれぞ
れ指令し、インピーダンス制御するようにしている。

【００１８】従って、アーム毎に対象物制御部１および
アームインピーダンス制御部２を設け、全アームの力情
報および位置情報を相互に参照してインピーダンス制御
を行い、複数のアームが別々の対象物を把持したり、複
数のアームが１つの対象物を協調して安定かつスムーズ
に把持することが可能となった。

【００１９】

【実施例】次に、図２から図８を用いて本発明の実施例
の構成および動作を順次詳細に説明する。

【００２０】図２は、本発明の動作説明フローチャート
を示す。これは、図１の構成の動作を説明するものであ
る。図２において、Ｓ１は、プラナ３が・対象物目標軌道指令値（ｘ、ｙ、ｚ、α、β、γ）・対象物質量／イナーシャ／目標インピーダンス・負荷分配係数、把持アーム、把持位置ベクトルを各アームの対象物制御部１に指令する。

【００２１】Ｓ２は、Ｓ１で指令を受けた各アームの対
象物制御部１がアームの目標位置を算出する。Ｓ３は、
アームの力指令を算出する。ここでは、対象物の質量と
外力を、Ｓ１で指令された負荷分配係数に従い分配して
力指令値とする。

【００２２】Ｓ４は、アーム駆動する。これは、Ｓ２、
Ｓ３で算出した目標位置および力指令値を、各アームの
インピーダンス制御部２に指令し、アームを目標位置に
向かって、力指令値に従ってイピーダンス制御で駆動す
る。

【００２３】Ｓ５は、自分および相手のアーム先端位置
および先端力を取り込む。Ｓ６は、対象物に加わる外力
を求める。これは、対象物の質量を差し引き、ベクトル
和を求める。

【００２４】Ｓ７は、インピーダンス制御により対象物
の目標軌道を修正する。即ち、位置指令値と力指令値の
中間で制御するインピーダンス制御によって対象物の目
標軌道を修正し、目標位置までアームを駆動する。そし
て、Ｓ２に戻り、繰り返す。

【００２５】以上によって、プラナ３からのＳ１の指令
をもとに、各アームの対象物制御部１がアームの目標位
置および力指令値を算出してアームをインピーダンス制
御すると共に全アームからのアーム先端位置およびアー
ム先端力をもとに対象目標軌道をインピーダンス制御に
より修正することを繰り返し、アームを目標位置まで駆
動する。これにより、複数のアームが協調して１つの対
象物を目標位置にインピーダンス制御により安定かつス
ムーズに移動させることが可能となる。

【００２６】図３は、本発明の１実施例構成図を示す。
これは、複数のアームとして右アームおよび左アームを
設けた場合のものであって、アーム制御用に２枚のＣＰ
Ｕボード、および２腕協調制御用に１枚の主ＣＰＵ１１
を使用している。いずれのＣＰＵもＯＳとしてＶｘＷｏ
ｒｋｓを使用している。主ＣＰＵ１１を中心としてバス
アダプタで他の２枚のＣＰＵボードに結合され、バスア
ダプタ上の共有メモリ３１を介して相互に通信が可能で
ある。実際には、宛先を指定するだけで、任意のＣＰＵ
と通信できる。

【００２７】主ＣＰＵ１１は、２腕協調制御用のＣＰＵ
であって、ここでは、２腕である右アームおよび左アー
ムを協調制御するそれぞれの対象物制御部１２などから
構成されるものである。

【００２８】共有メモリ３１は、主ＣＰＵ１１、右ＣＰ
Ｕ１３、左ＣＰＵ１９などとの間で相互に通信するため
のものである。右ＣＰＵ１３は、右アームをインピーダ
ンス制御するものであって、ここで、対象物制御部１
４、アームインピーダンス制御部１６などから構成され
るものである。

【００２９】対象物制御部１４は、図１の対象物制御部
１に対応するものであって、共有メモリ３１から取り込
んだ指令をもとに、アーム位置指令値Ｘａｌおよびアー
ム力指令値ｆ１を算出し、アームインピーダンス制御部
１６に通知するものである。

【００３０】右サブＣＰＵ１７は、アームインピーダン
ス制御部１６からの指令をもとに、右アームの関節角加
速度制御系１８を制御し、右アームを駆動制御するもの
である。

【００３１】左ＣＰＵ１９は、左アームをインピーダン
ス制御するものであって、ここで、対象物制御部２０、
アームインピーダンス制御部２２などから構成されるも
のである。

【００３２】対象物制御部２０は、図１の対象物制御部
１に対応するものであって、共有メモリ３１から取り込
んだ指令をもとに、アーム位置指令値Ｘａ２およびアー
ム力指令値ｆ２を算出し、アームインピーダンス制御部
２２に通知するものである。

【００３３】左サブＣＰＵ２３は、アームインピーダン
ス制御部２２からの指令をもとに、左アームの関節角加
速度制御系２４を制御し、左アームを駆動制御するもの
である。

【００３４】以上の構成のもとで、図２で説明したよう
に、動作する。次に、図３の構成のもとで、単腕および
複腕の制御の切り換えについて、図４を用いて詳細に説
明する。

【００３５】図４は、本発明の単腕・複腕制御の切り換
え説明図を示す。ここでは、図３の共有メモリ３１に記
載した指令値を右アームのＯＩＣ（対象物制御部）１４
および左アームのＯＩＣ（対象物制御部）２０にそれぞ
れ指令する。この指令値は、下記の通りである。

【００３６】・int resetObj; 把持位置の登録(1:把
持位置の登録、0:その他) ・int useArm; 使用アーム(各ビットがアームに対
応、1:把持、0:未把持・double obj mass; 対象物の質量・double obj ina obj[3][3]; 対象物のイナーシャ・int fingerRef; ハンドの開閉(各ビットが各指に対
応、1:開、0:閉) ・double load share[3][3]; 負荷分配係数・double intforce obj[6]; 対象物の内力指令値・double extforce wid[6]; 対象物の外力指令値・double rcc obj[6]; 対象物座標のRCC位置・double obj rpos wld[6]; 対象物の目標位置(Xore
f) ・double md[6],did[6],kd[6]; 対象物の目標インピー
ダンスこのうち、単腕、複腕制御の切り換え時に、使用アーム
"int useArm"および負荷分散係数などの指令値を使用す
る。

【００３７】図４の（ａ）は、単腕の制御の例を示す。
右アームで対象物を把持する場合、操作者はプラナなど
を通して、右アームに該当するビットのみを１にした指
令値“useArm=0x01"を共有メモリ３１に書き込んで指令
すると、各アームのＯＩＣはそれぞれ指令値“useArm=0
x01"を読み込み、ここでは、右アームのＯＩＣ１４のみ
がビット“１”となっており、自分用の指令値と判明し
たので、共有メモリ３１中の指令を受け取る。そして、
この受け取った図示の指令値に従い、右アームを駆動す
る（外力検出では右アームの力検出するのみを用いる。
また、負荷分配は右アームに負荷を集中させる。そし
て、右アームのみが指令された目標軌道に沿って対象物
を駆動する。この間、左アームは現状を維持したままで
ある。）。

【００３８】図４の（ｂ）は、複腕の制御の例を示す。
右アームおよび左アームで対象物を把持する場合、操作
者はプラナなどを通して、右アームおよび左アームに該
当するビットを１にした指令値“useArm=0x11"を共有メ
モリ３１に書き込んで指令すると、各アームのＯＩＣは
それぞれ指令値“useArm=0x11"を読み込み、ここでは、
右アームのＯＩＣ１４および左アームのＯＩＣ２０がビ
ット“１”とそれぞれなっており、自分用の指令値と判
明したので、共有メモリ３１中の指令を受け取る。そし
て、この受け取った図示の指令値に従い、右アームおよ
び左アームをそれぞれ駆動する（外力検出では右アーム
および左アームの力検出を用いる。また、負荷分配は右
アームおよび左アームに分配させる。そして、右アーム
および左アームが指令された目標軌道に沿って対象物を
インピーダンス制御により駆動する。）。

【００３９】次に、図５に示す順序に従い、Ｎ個の対象
物を結合するときの動作を、図６を参照して詳細に説明
する。図５において、Ｓ１１は、各アームｉ（ｉ＝１〜
Ｎ）がＳ１２からＳ１５の処理をそれぞれ行う。

【００４０】Ｓ１２は、・把持アーム；アームｉ・把持位置登録指令・対象物質量；ｍｉ・負荷分配係数；アームｉに１００％を設定し、対象物制御部に指令する。

【００４１】Ｓ１３は、アームｉのハンドを閉じる、お
よび把持位置ベクトルを計算する。Ｓ１４は、対象物の
軌道指令値を生成する。これは、対象物を結合する位置
への軌道指定値を生成する。

【００４２】Ｓ１５は、複腕協調制御のフローチャート
（図２）を実行する。以上によって、アームが把持する
複数の対象物が結合する位置に駆動されたこととなる。
例えば図６の（Ａ）から（Ｃ）の結合する位置に右アー
ムおよび左アームによって対象物がそれぞれ駆動された
こととなる。

【００４３】Ｓ１６は、結合する。Ｓ１７は、・把持アーム；アームｉ〜Ｎ・把持位置登録指令・対象物質量；Σｍｉ（全ての対象物の和）・負荷分配係数；各アームｉに１／Ｎつづを設定し、対象物制御部に指令する。

【００４４】Ｓ１８は、把持位置ベクトルを計算する。
Ｓ１９は、対象物の軌道指令値を生成する。Ｓ２０は、
複腕協調制御フローチャート（図２）を実行する。

【００４５】以上によって、Ｓ１６で結合した複数の対
象物について、Ｓ１７で指令値を設定し、負荷を分配し
て各アームが対象物をインピーダンス制御により目標位
置まで駆動する。例えば図６の（Ｃ）から（Ｄ）の目標
位置に右アームおよび左アームによって対象物が結合さ
れた状態で駆動されたこととなる。

【００４６】図６は、本発明の結合作業実験例を示す。
図６の（Ａ）は、右アームで対象物“ジョイント”を把
持し、左アームで対象物“ノード”を把持する状態を示
す。この状態から左アームで把持する対象物“ノード”
を結合位置に駆動するために、ｍａｉｎ（主ＣＰＵ）が
右側に記載した指令・useArm １０（左アームのビットのみが１で左
アームのみを使用）・resetObj １（把持位置の登録）・obj mass Ｍｎ（左アームが把持するノードの質
量Ｍｎ）によって、登録する。そして、・useArm １０（左アームのビットのみが１で左
アームのみを使用）・resetObj ０・obj mass Ｍｎ（左アームが把持するノードの質
量Ｍｎ）によって、目標位置にインピーダンス制御により駆動
し、図６の（Ｂ）の状態となる。

【００４７】図６の（Ｂ）は、右アームで対象物“ジョ
イント”を把持し、左アームで対象物“ノード”を把持
する状態を示す。この状態から右アームで把持する対象
物“ジョイント”を結合位置に駆動するために、ｍａｉ
ｎ（主ＣＰＵ）が右側に記載した指令・useArm ０１（右アームのビットのみが１で右
アームのみを使用）・resetObj １（把持位置の登録）・obj mass Ｍｊ（右アームが把持するジョイント
の質量Ｍｊ）によって、登録する。そして、・useArm ０１（右アームのビットのみが１で右
アームのみを使用）・resetObj ０・obj mass Ｍｊ（右アームが把持するノードの質
量Ｍｊ）によって、目標位置にインピーダンス制御により駆動
し、図６の（Ｃ）の状態となり、結合する。

【００４８】図６の（Ｃ）は、右アームおよび左アーム
で結合した対象物“ノード＋ジョイント”を協調把持す
る状態を示す。この状態から右アームおよび左アームで
協調把持する対象物“ノード＋ジョイント”を目標位置
に駆動するために、ｍａｉｎ（主ＣＰＵ）が右側に記載
した指令・useArm １１（右アームおよび左アームのビッ
トが１で右アームおよび左アームを使用）・resetObj １（把持位置の登録）・obj mass Ｍｎ＋Ｍｊ（右アーム左アームが把持す
るノード＋ジョイントの質量Ｍｎ＋Ｍｊ）によって、登録する。そして、・useArm １１（右アームおよび左アームのビッ
トが１で右アームおよび左アームを使用）・resetObj ０・obj mass Ｍｎ＋Ｍｊ（右アームおよび左アームが
把持するノードの質量Ｍｎ＋Ｍｊ）によって、目標位置にインピーダンス制御により駆動
し、図６の（Ｄ）の目標位置に到達した状態となる。

【００４９】以上によって、左アームで把持するノード
に、右アームで把持するジョイントを結合し、結合した
ノード＋ジョイントを、左アームおよび右アームで協調
把持して目標位置にインピーダンス制御により駆動する
ことが可能となる。

【００５０】次に、図７に示す順序に従い、長尺物の握
り直しのときの動作を、図８を参照して詳細に説明す
る。図７において、Ｓ２１は、・把持アーム；両方のアーム・把持位置登録指令・対象物質量；ｍ（長尺物の質量）・負荷分配係数；両方のアームに５０％づつを設定し、対象物制御部に指令する。

【００５１】Ｓ２２は、両方のアームのハンドを閉じ
る、および把持位置ベクトルを計算する。Ｓ２３は、対
象物の軌道指令値を生成する。これは、対象物である長
尺物を握り直す位置への軌道指定値を生成する。

【００５２】Ｓ２４は、複腕協調制御のフローチャート
（図２）を実行する。以上によって、両アームが把持す
る長尺物を握り直す位置に駆動されたこととなる。例え
ば図８の（Ａ）から（Ｃ）の長尺物を握り直す位置に、
対象物が駆動されたこととなる。

【００５３】Ｓ２５は、握り直しするか否かを判別す
る。握り直しする場合には、Ｓ２６に進む。握り直しな
い場合には、Ｓ２３、Ｓ２４を繰り返す。Ｓ２６は、Ｓ
２５のするによって握り直しすると判明したので、・把持アーム；握ったままにするアーム（ここではアー
ム２とする）・対象物質量；ｍ・負荷分配係数；握ったままの方に１００％を設定し、対象物制御部に指令する。

【００５４】Ｓ２７は、・把持アーム；握り直すアーム（ここではアーム１とす
る）・把持位置登録指令・対象物質量；０（質量ゼロ）・負荷分配係数；握り直す方に０％を設定し、対象物制御部に指令する。

【００５５】Ｓ２８は、握り直すアームのハンドを開
く。そして、把持位置ベクトルを計算する。Ｓ２９は、
対象物の軌道指令値を生成する（握り直す位置へ）。

【００５６】Ｓ３０は、複腕協調制御フローチャート
（図２）を実行する。以上によって、Ｓ２５で握り直し
すると判明した場合、握ったままにするアームに負荷分
配係数を１００％、握り直すアームに負荷分配係数を０
％にし、当該握り直すアームを握り直す位置に駆動した
後、両者のアームの負荷分配係数を例えば均等にし、イ
ンピーダンス制御により目標位置に駆動する。

【００５７】図８は、本発明の長尺物の握り直し実験例
を示す。図８の（Ａ）は、左アームで対象物“アルミパ
イプ”を把持する状態を示す。この状態から左アームで
把持する対象物“アルミパイプ”を握り直す位置に駆動
するために、ｍａｉｎ（主ＣＰＵ）が右側に記載した指
令・useArm １０（左アームのビットのみが１で左
アームのみを使用）・resetObj １（把持位置の登録）・obj mass ｍ（左アームが把持するアルミパイ
プの質量ｍ）によって、登録する。そして、・useArm １０（左アームのビットのみが１で左
アームのみを使用）・resetObj ０・obj mass ｍ（左アームが把持するアルミパイ
プの質量ｍ）によって、目標位置にインピーダンス制御により駆動
し、図８の（Ｂ）の状態となる。

【００５８】図８の（Ｂ）は、左アームで対象物“アル
ミパイプ”を握り直し位置で把持する状態を示す。この
状態で右アームを対象物“アルミパイプ”を把持する位
置に駆動するために、ｍａｉｎ（主ＣＰＵ）が右側に記
載した指令・useArm ０１（右アームのビットのみが１で右
アームのみを使用）・resetObj １（把持位置の登録）・obj mass ０によって、登録する。そして、・useArm ０１（右アームのビットのみが１で右
アームのみを使用）・resetObj ０・obj mass ０（右アームが把持する質量０）によって、目標位置にインピーダンス制御により駆動
し、図８の（Ｃ）の状態となり、握り直しの位置に到達
する。

【００５９】図８の（Ｃ）は、右アームおよび左アーム
で長尺物の“アルミパイプ”を協調把持する状態を示
す。この状態から右アームおよび左アームで協調把持す
る対象物“アルミパイプ”を目標位置に駆動するため
に、ｍａｉｎ（主ＣＰＵ）が右側に記載した指令・useArm １１（右アームおよび左アームのビッ
トが１で右アームおよび左アームを使用）・resetObj １（把持位置の登録）・obj mass ｍ（右アーム、左アームが把持するアル
ミパイプの質量ｍ）によって、登録する。そして、・useArm １１（右アームおよび左アームのビッ
トが１で右アームおよび左アームを使用）・resetObj ０・obj mass ｍによって、目標位置にインピーダンス制御により駆動
し、図８の（Ｄ）の目標位置に到達した状態となる。同
様にして、図８の（Ｅ）に示す位置までインピーダンス
制御する。

【００６０】以上によって、左アームで長尺物のアルミ
パイプを把持した状態で右アームで当該長尺物のアルミ
パイプの握り直しを行った後、左アームおよび右アーム
によって長尺物のアルミパイプをインピーダンス制御に
より、目標位置に移動する。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
アーム毎に対象物制御部１およびアームインピーダンス
制御部２を設け、全アームの力情報および位置情報を相
互に参照してインピーダンス制御を行い、複数のアーム
が別々の対象物を把持したり、複数のアームが１つの対
象物を協調して把持する構成を採用しているため、複数
のアームによって対象物を協調して安定にインピーダン
ス制御により把持することができる。特に、複数のアー
ムによって把持する対象物を結合してインピーダンス制
御により協調把持したり、複数のアームで協調把持する
長尺物などの対象物について、アームの握り直して把持
したりすることが安定かつスムーズに可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理ブロック図である。

【図２】本発明の動作説明フローチャートである。

【図３】本発明の１実施例構成図である。

【図４】本発明の単腕・複腕制御の切り換え説明図であ
る。

【図５】本発明のＮ個の対象物の結合のフローチャート
である。

【図６】本発明の結合作業実験例である。

【図７】本発明の長尺物の握り直しフローチャートであ
る。

【図８】本発明の長尺物の握り直し実験例である。

【図９】従来技術の説明図である。

【符号の説明】

１、１１、１４、２０：対象物制御部（ＯＩＣ）２、１６、２２：アームインピーダンス制御部（ＡＩ
Ｃ）３：プラナ１１：主ＣＰＵ１３：右ＣＰＵ１８、２４：関節角加速度制御系１９：左ＣＰＵ３１：共有メモリ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のアームを協調制御する複腕協調制御
装置において、アームを位置指令値と力指令値の間で制御するインピー
ダンス制御を行うアームインピーダンス制御部と、プラナなどからの指令と全アームからのアーム先端位
置、アーム先端力をもとにアームインピーダンス制御部
にアーム位置指令値とアーム力指令値を指示する対象物
制御部とをアーム毎に設けたことを特徴とする複腕協調
制御装置。
【請求項２】プラナなどからの少なくとも目標軌道指令
値、力指令値および負荷分配係数に従い、上記各アーム
の対象物制御部が負荷分配係数で分配したアームの力指
令値とアーム位置指令値をそれぞれ算出して上記アーム
インピーダンス制御部に指令してアームをそれぞれ駆動
し、自分のアームおよび他のアームのアーム先端位置と
アーム先端力をそれぞれ取り込み、インピーダンス制御
により目標軌道を修正することを特徴とする請求項１記
載の複腕協調制御装置。
【請求項３】プラナなどが上記アームの対象物制御部に
独立に少なくとも目標軌道指令値、力指令値および負荷
分配係数を与えて独立に把持する対象物を結合位置に移
動させ結合させた状態で、少なくとも目標軌道指令値、
力指令値および負荷分配係数を各アームの対象物制御部
にそれぞれ指令し、インピーダンス制御により結合後の
対象物を協調して把持し目標位置に駆動することを特徴
とする請求項１あるいは請求項２記載の複腕協調制御装
置。
【請求項４】プラナなどが各アームの対象物制御部に少
なくとも目標軌道指令値、力指令値および負荷分配係数
を与えて協調して把持する対象物を握り直し位置に移動
させ、握り直すアームに少なくとも零の負荷分配係数お
よび他のアームに少なくとも当該アームの分を加えた負
荷分配係数を指令し、当該握り直すアームを非把持とし
た後、少なくとも握り直し位置および零の負荷分配係数
を指令し握り直す位置に移動させ把持させた後、各アー
ムの対象物制御部に少なくとも目標軌道指令値、力指令
値および負荷分配係数をそれぞれ指令し、インピーダン
ス制御により握り直し後の対象物を協調して把持し目標
位置に駆動することを特徴とする請求項１あるいは請求
項２記載の複腕協調制御装置。