JPH11156762A - ロボット制御装置 - Google Patents
ロボット制御装置Info
- Publication number
- JPH11156762A JPH11156762A JP32834197A JP32834197A JPH11156762A JP H11156762 A JPH11156762 A JP H11156762A JP 32834197 A JP32834197 A JP 32834197A JP 32834197 A JP32834197 A JP 32834197A JP H11156762 A JPH11156762 A JP H11156762A
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- robot body
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Abstract
(57)【要約】
【課題】この発明は、簡便にして容易な遠隔操作を実現
して、信頼性の高い安全なロボット動作制御を実現する
ことにある。 【解決手段】ロボット本体１０の目標経路情報を記憶す
る目標経路情報記憶部１６を備えて、この目標経路情報
記憶部１６の目標経路とロボット本体１０の先端位置／
姿勢との偏差を算出して、この偏差に対応する仮想的ば
ね力を算出し、この仮想的ばね力に対応する力／トルク
がロボット本体１０の先端に付与されていると想定して
指令情報をに補正して該ロボット本体１０を動作制御す
るように構成したものである。
して、信頼性の高い安全なロボット動作制御を実現する
ことにある。 【解決手段】ロボット本体１０の目標経路情報を記憶す
る目標経路情報記憶部１６を備えて、この目標経路情報
記憶部１６の目標経路とロボット本体１０の先端位置／
姿勢との偏差を算出して、この偏差に対応する仮想的ば
ね力を算出し、この仮想的ばね力に対応する力／トルク
がロボット本体１０の先端に付与されていると想定して
指令情報をに補正して該ロボット本体１０を動作制御す
るように構成したものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば宇宙航行
体に搭載されて宇宙空間に各種の構造物を構築するのに
用いる宇宙用ロボットや水中探査用ロボット等の各種ロ
ボットを動作制御するのに好適するロボット制御装置に
関する。
体に搭載されて宇宙空間に各種の構造物を構築するのに
用いる宇宙用ロボットや水中探査用ロボット等の各種ロ
ボットを動作制御するのに好適するロボット制御装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】周知のように、宇宙開発の分野において
は、作業用宇宙航行体に多関節式ロボットを搭載し、こ
の宇宙航行体が宇宙空間を航行しながら、宇宙ステーシ
ョンの構築作業等の各種の作業を実行する構想がある。
このような多関節式のロボットは、操作者が遠隔操作部
を操作することにより、ロボット制御装置を介して遠隔
的に動作制御される。
は、作業用宇宙航行体に多関節式ロボットを搭載し、こ
の宇宙航行体が宇宙空間を航行しながら、宇宙ステーシ
ョンの構築作業等の各種の作業を実行する構想がある。
このような多関節式のロボットは、操作者が遠隔操作部
を操作することにより、ロボット制御装置を介して遠隔
的に動作制御される。
【０００３】このようなロボット制御装置としては、ロ
ボット本体に対して関節角等の各部の動作状況を検出す
る内界／外界センサを取付配置して、この内界／外界セ
ンサの検出情報より先端情報を算出し、この先端情報と
指令情報とに基づいて動作制御する方法が採られる。そ
して、このようなロボット制御装置は、ロボット本体の
先端情報に基づいて、図２に示すように先端が予め設定
される先端制限領域に入ってしまったの判定すると、危
険状態に至らないように、ロボット先端がそれ以上すす
まないようないわゆるリミット処理される。
ボット本体に対して関節角等の各部の動作状況を検出す
る内界／外界センサを取付配置して、この内界／外界セ
ンサの検出情報より先端情報を算出し、この先端情報と
指令情報とに基づいて動作制御する方法が採られる。そ
して、このようなロボット制御装置は、ロボット本体の
先端情報に基づいて、図２に示すように先端が予め設定
される先端制限領域に入ってしまったの判定すると、危
険状態に至らないように、ロボット先端がそれ以上すす
まないようないわゆるリミット処理される。
【０００４】ところが、上記ロボット制御装置では、ロ
ボット本体の先端位置／姿勢の制御が、遠隔操作部を操
作して指令情報を入力する操作者の技量に依存するとこ
ろが非常に大きく、その遠隔操作が非常に煩雑で、誤操
作を招きやすいという問題を有する。
ボット本体の先端位置／姿勢の制御が、遠隔操作部を操
作して指令情報を入力する操作者の技量に依存するとこ
ろが非常に大きく、その遠隔操作が非常に煩雑で、誤操
作を招きやすいという問題を有する。
【０００５】また、これによると、リミット処理が施さ
れる前に、ロボット本体の先端が障害物に当接して損傷
したり、あるいは直接的に被作業対象に当接して破損し
たりする虞れを有する。
れる前に、ロボット本体の先端が障害物に当接して損傷
したり、あるいは直接的に被作業対象に当接して破損し
たりする虞れを有する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来のロボット制御装置では、遠隔操作に熟練を要して、
操作が煩雑なために、誤操作を招きやすく、ロボット本
体や被作業対象等を損傷したりする虞れを有する。
来のロボット制御装置では、遠隔操作に熟練を要して、
操作が煩雑なために、誤操作を招きやすく、ロボット本
体や被作業対象等を損傷したりする虞れを有する。
【０００７】この発明は上記の事情に鑑みてなされたも
ので、簡便にして容易な遠隔操作を実現し得るようにし
て、信頼性の高い安全なロボット動作制御を実現したロ
ボット制御装置を提供することを目的とする。
ので、簡便にして容易な遠隔操作を実現し得るようにし
て、信頼性の高い安全なロボット動作制御を実現したロ
ボット制御装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明は、遠隔操作さ
れるロボット本体の動作状況を検出する検出センサと、
この検出センサで検出した動作状況に基づいて前記ロボ
ット本体の先端位置／姿勢を算出する位置／姿勢算出手
段と、前記ロボット本体の先端の目標経路情報を記憶す
る目標経路記憶手段と、この目標経路記憶手段に記憶さ
れるロボット本体の先端の目標経路と前記位置／姿勢算
出手段で算出したロボット本体の先端位置／姿勢情報と
の偏差を算出する偏差算出手段と、この誤差算出手段で
算出した偏差に対応するばね力を算出する仮想ばね力算
出手段と、この仮想ばね力算出手段で算出したばね力に
対応する力／トルクが前記ロボット本体の先端に付与さ
れていると想定して指令情報に基づいて前記ロボット本
体を動作制御する制御手段とを備えてロボット制御装置
を構成したものである。
れるロボット本体の動作状況を検出する検出センサと、
この検出センサで検出した動作状況に基づいて前記ロボ
ット本体の先端位置／姿勢を算出する位置／姿勢算出手
段と、前記ロボット本体の先端の目標経路情報を記憶す
る目標経路記憶手段と、この目標経路記憶手段に記憶さ
れるロボット本体の先端の目標経路と前記位置／姿勢算
出手段で算出したロボット本体の先端位置／姿勢情報と
の偏差を算出する偏差算出手段と、この誤差算出手段で
算出した偏差に対応するばね力を算出する仮想ばね力算
出手段と、この仮想ばね力算出手段で算出したばね力に
対応する力／トルクが前記ロボット本体の先端に付与さ
れていると想定して指令情報に基づいて前記ロボット本
体を動作制御する制御手段とを備えてロボット制御装置
を構成したものである。
【０００９】上記構成によれば、ロボット本体の先端位
置／姿勢と目標経路との偏差を算出して、この偏差に対
応するばね力を算出し、このばね力に対応する力／トル
クがロボット本体の先端に付与されていると想定して指
令情報に基づいて該ロボット本体を動作制御する。これ
により、ロボット本体は、その先端位置／姿勢が目標経
路に対応するように補正されて、その先端経路が目標経
路に対応するように動作制御され、安全にして、高精度
に動作制御される。
置／姿勢と目標経路との偏差を算出して、この偏差に対
応するばね力を算出し、このばね力に対応する力／トル
クがロボット本体の先端に付与されていると想定して指
令情報に基づいて該ロボット本体を動作制御する。これ
により、ロボット本体は、その先端位置／姿勢が目標経
路に対応するように補正されて、その先端経路が目標経
路に対応するように動作制御され、安全にして、高精度
に動作制御される。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図面を参照して詳細に説明する。図１はこの発明
の一実施の形態に係るロボット制御装置を示すもので、
ロボット本体１０は、例えば多関節で構成されて図示し
ない宇宙航行体に搭載される。そして、このロボット本
体１０には、制御部１１が設けられ、この制御部１１に
は、例えば宇宙航行体内部に配置される遠隔操作部１２
からの位置指令等の指令情報が入力される。
いて、図面を参照して詳細に説明する。図１はこの発明
の一実施の形態に係るロボット制御装置を示すもので、
ロボット本体１０は、例えば多関節で構成されて図示し
ない宇宙航行体に搭載される。そして、このロボット本
体１０には、制御部１１が設けられ、この制御部１１に
は、例えば宇宙航行体内部に配置される遠隔操作部１２
からの位置指令等の指令情報が入力される。
【００１１】制御部１１は、遠隔操作部１２からの指令
情報が入力されると、該指令情報に基づいてロボット本
体１０の図示しない駆動モータ等の駆動部を駆動して該
ロボット本体１０を指令情報に対応して動作制御する。
情報が入力されると、該指令情報に基づいてロボット本
体１０の図示しない駆動モータ等の駆動部を駆動して該
ロボット本体１０を指令情報に対応して動作制御する。
【００１２】また、ロボット本体１０には、上記駆動部
（図示せず）に対応して、例えば関節角検出センサ等の
外界／内界センサ１３が取付配置される。この外界／内
界センサ１３は、その出力端に先端位置／姿勢算出部１
４が接続され、ロボット本体１０の動作状況に応じた各
部の可動状態を検出して、その検出情報を先端位置／姿
勢算出部１４に出力する。
（図示せず）に対応して、例えば関節角検出センサ等の
外界／内界センサ１３が取付配置される。この外界／内
界センサ１３は、その出力端に先端位置／姿勢算出部１
４が接続され、ロボット本体１０の動作状況に応じた各
部の可動状態を検出して、その検出情報を先端位置／姿
勢算出部１４に出力する。
【００１３】先端位置／姿勢算出部１４は、その出力端
が偏差算出部１５の一方の出力端に接続され、入力した
検出情報に基づいてロボット本体１０の先端位置／姿勢
を算出して偏差算出部１５に出力する。偏差算出部１５
は、その他方の入力端に目標経路情報記憶部１６が接続
される。
が偏差算出部１５の一方の出力端に接続され、入力した
検出情報に基づいてロボット本体１０の先端位置／姿勢
を算出して偏差算出部１５に出力する。偏差算出部１５
は、その他方の入力端に目標経路情報記憶部１６が接続
される。
【００１４】この目標経路情報記憶部１６には、予め指
令情報に基づいたロボット本体１０の先端の目標経路情
報が記憶されており、遠隔操作部１２の指令情報に基づ
いた目標経路情報を偏差算出部１５に出力する。偏差算
出部１５には、その出力端にばね力算出部１７が接続さ
れ、入力した目標経路情報と先端位置／姿勢情報の偏差
を算出してばね力算出部１７に出力する。ばね力算出部
１７は、その出力端に上記制御部１１が接続され、入力
した偏差に対応した仮想的ばね力を算出して制御部１１
に出力する。
令情報に基づいたロボット本体１０の先端の目標経路情
報が記憶されており、遠隔操作部１２の指令情報に基づ
いた目標経路情報を偏差算出部１５に出力する。偏差算
出部１５には、その出力端にばね力算出部１７が接続さ
れ、入力した目標経路情報と先端位置／姿勢情報の偏差
を算出してばね力算出部１７に出力する。ばね力算出部
１７は、その出力端に上記制御部１１が接続され、入力
した偏差に対応した仮想的ばね力を算出して制御部１１
に出力する。
【００１５】制御部１１は、入力した仮想的ばね力に対
応する力／トルクがロボット本体１０の先端に付与され
ていると想定して指令情報を補正して該ロボット本体１
１を動作制御する。
応する力／トルクがロボット本体１０の先端に付与され
ていると想定して指令情報を補正して該ロボット本体１
１を動作制御する。
【００１６】上記構成により、遠隔操作部１２が操作さ
れて指令情報が制御部１１に入力されると、制御部１１
は、先ず指令情報に基づいて上記駆動部（図示せず）を
駆動してロボット本体１０を動作制御する。この際、内
界／外界センサ１３は、ロボット本体１０の各部の駆動
状態を検出して、その検出情報を先端位置／姿勢算出部
１４に出力する。すると、先端位置／姿勢算出部１４
は、検出情報に基づいてロボット本体１０の先端位置／
姿勢を算出して偏差算出部１５に出力する。
れて指令情報が制御部１１に入力されると、制御部１１
は、先ず指令情報に基づいて上記駆動部（図示せず）を
駆動してロボット本体１０を動作制御する。この際、内
界／外界センサ１３は、ロボット本体１０の各部の駆動
状態を検出して、その検出情報を先端位置／姿勢算出部
１４に出力する。すると、先端位置／姿勢算出部１４
は、検出情報に基づいてロボット本体１０の先端位置／
姿勢を算出して偏差算出部１５に出力する。
【００１７】同時に、目標経路情報記憶部１６は、遠隔
操作部１２の指令情報に対応した目標経路情報を偏差算
出部１５に出力する。すると、偏差算出部１５は、入力
した目標経路情報と先端位置／姿勢情報との偏差を算出
して、偏差情報をばね力算出部１７に出力する。
操作部１２の指令情報に対応した目標経路情報を偏差算
出部１５に出力する。すると、偏差算出部１５は、入力
した目標経路情報と先端位置／姿勢情報との偏差を算出
して、偏差情報をばね力算出部１７に出力する。
【００１８】ばね力算出部１７は、入力した偏差に対応
した仮想的ばね力を算出して、この仮想的ばね力情報を
上記制御部１１に出力する。制御部１１は、この仮想的
ばね力に対応する力／トルクがロボット本体１０の先端
に付与されていると想定して指令情報を補正してロボッ
ト本体１０の上記駆動部（図示せず）を動作制御する。
これにより、ロボット本体１０は、その先端位置／姿勢
が、偏差分だけ補正されて、目標経路に対応するように
いわゆる力覚制御されて修正される。
した仮想的ばね力を算出して、この仮想的ばね力情報を
上記制御部１１に出力する。制御部１１は、この仮想的
ばね力に対応する力／トルクがロボット本体１０の先端
に付与されていると想定して指令情報を補正してロボッ
ト本体１０の上記駆動部（図示せず）を動作制御する。
これにより、ロボット本体１０は、その先端位置／姿勢
が、偏差分だけ補正されて、目標経路に対応するように
いわゆる力覚制御されて修正される。
【００１９】このように、上記ロボット制御装置は、ロ
ボット本体１０の目標経路情報を記憶する目標経路情報
記憶部１６を備えて、この目標経路情報記憶部１６の目
標経路とロボット本体１０の先端位置／姿勢との偏差を
算出して、この偏差に対応する仮想的ばね力を算出し、
この仮想的ばね力に対応する力／トルクがロボット本体
１０の先端に付与されていると想定して指令情報をに補
正して該ロボット本体１０を動作制御するように構成し
た。
ボット本体１０の目標経路情報を記憶する目標経路情報
記憶部１６を備えて、この目標経路情報記憶部１６の目
標経路とロボット本体１０の先端位置／姿勢との偏差を
算出して、この偏差に対応する仮想的ばね力を算出し、
この仮想的ばね力に対応する力／トルクがロボット本体
１０の先端に付与されていると想定して指令情報をに補
正して該ロボット本体１０を動作制御するように構成し
た。
【００２０】これによれば、ロボット本体１０は、その
先端位置／姿勢が目標経路に対する偏差が補正されて、
目標経路に対応した所望の経路を採って力覚制御が行わ
れ、信頼性の高い安全な動作制御が実現される。
先端位置／姿勢が目標経路に対する偏差が補正されて、
目標経路に対応した所望の経路を採って力覚制御が行わ
れ、信頼性の高い安全な動作制御が実現される。
【００２１】なお、上記実施の形態では、宇宙用の多関
節ロボットシステムに適用した場合で説明したが、これ
に限ることなく、その他、水中探査用ロボットシステム
や原子力用ロボットシステム等の地上環境における極限
環境で使用するロボットシステムにおいて適用可能であ
る。
節ロボットシステムに適用した場合で説明したが、これ
に限ることなく、その他、水中探査用ロボットシステム
や原子力用ロボットシステム等の地上環境における極限
環境で使用するロボットシステムにおいて適用可能であ
る。
【００２２】また、上記実施の形態では、ロボット本体
１０と遠隔操作部１２を同一の宇宙航行体に分離して配
置して、遠隔操作するように構成した場合で説明した
が、この使用形態に限るこなく、例えば遠隔操作部１２
を地上に配置するように構成可能であり、いずれの使用
形態においても、略同様の効果が期待される。よって、
この発明は、上記実施の形態に限ることなく、その他、
この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し
得ることは勿論である。
１０と遠隔操作部１２を同一の宇宙航行体に分離して配
置して、遠隔操作するように構成した場合で説明した
が、この使用形態に限るこなく、例えば遠隔操作部１２
を地上に配置するように構成可能であり、いずれの使用
形態においても、略同様の効果が期待される。よって、
この発明は、上記実施の形態に限ることなく、その他、
この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し
得ることは勿論である。
【００２３】
【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、簡便にして容易な遠隔操作を実現し得るようにし
て、信頼性の高い安全なロボット動作制御を実現したロ
ボット制御装置を提供することができる。
ば、簡便にして容易な遠隔操作を実現し得るようにし
て、信頼性の高い安全なロボット動作制御を実現したロ
ボット制御装置を提供することができる。
【図１】この発明の一実施の形態に係るロボット制御装
置を示した図。
置を示した図。
【図２】従来のロボット制御装置のリミット処理動作を
説明するために示した図。
説明するために示した図。
１０…ロボット本体。 １１…制御部。 １２…遠隔操作部。 １３…内界／外界センサ。 １４…先端位置／姿勢算出部。 １５…偏差算出部。 １６…目標経路情報算出部。 １７…ばね力算出部。
Claims (3)
- 【請求項１】 遠隔操作されるロボット本体の動作状況
を検出する検出センサと、 この検出センサで検出した動作状況に基づいて前記ロボ
ット本体の先端位置／姿勢を算出する位置／姿勢算出手
段と、 前記ロボット本体の先端の目標経路情報を記憶する目標
経路記憶手段と、 この目標経路記憶手段に記憶されるロボット本体の先端
の目標経路と前記位置／姿勢算出手段で算出したロボッ
ト本体の先端位置／姿勢情報との偏差を算出する偏差算
出手段と、 この誤差算出手段で算出した偏差に対応するばね力を算
出する仮想ばね力算出手段と、 この仮想ばね力算出手段で算出したばね力に対応する力
／トルクが前記ロボット本体の先端に付与されていると
想定して指令情報に基づいて前記ロボット本体を動作制
御する制御手段とを具備したロボット制御装置。 - 【請求項２】 前記ロボット本体は、宇宙航行体に搭載
されることを特徴とする請求項１に記載のロボット制御
装置。 - 【請求項３】 前記ロボット本体は、多関節式であるこ
とを特徴とする請求項１又は２に記載のロボット制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32834197A JPH11156762A (ja) | 1997-11-28 | 1997-11-28 | ロボット制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32834197A JPH11156762A (ja) | 1997-11-28 | 1997-11-28 | ロボット制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11156762A true JPH11156762A (ja) | 1999-06-15 |
Family
ID=18209161
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32834197A Pending JPH11156762A (ja) | 1997-11-28 | 1997-11-28 | ロボット制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11156762A (ja) |
-
1997
- 1997-11-28 JP JP32834197A patent/JPH11156762A/ja active Pending
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