JPS5981081A - 多関節アームの制御方法 - Google Patents
多関節アームの制御方法Info
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- JPS5981081A JPS5981081A JP18907782A JP18907782A JPS5981081A JP S5981081 A JPS5981081 A JP S5981081A JP 18907782 A JP18907782 A JP 18907782A JP 18907782 A JP18907782 A JP 18907782A JP S5981081 A JPS5981081 A JP S5981081A
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- arm
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- joint arm
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の属する技術外！ＩＩＦ ］
本発明は１人が立入ることが出来ない狭隘な空間内の簡
単な作業を行う遠隔操作装置に関する。
単な作業を行う遠隔操作装置に関する。
［従来技術とその問題点］
産：業用ロボット等における多関節形マニピュレータは
ｔｅａｃｈｉｎｇ −ｐｌａｙｂａｃｋにしろ、計算ｉ
幾制御に１、ろ、アーム先端の位置と姿勢を考慮するだ
けで別に不都合は生じなかった１、しかし、核燃料再ｔ
し理工場の遮蔽セル内の塔槽類や核融合実験装置のプラ
ズマ容器内のような環境では、高放射線領域といった安
全面から、および非常に狭１ｊｉなといった空間的制限
からも人間が中に入って内部の様子を検査したり簡単な
作業をしたりするととが不可能な場合、人間に代わって
例えば多関節形々ニビスレータに作業させる必要が生じ
ている。１〜かし空間的制限、特に狭隘な場所で作業を
させる場合アーム先端を目標地点までの最適な軌道上を
移動させるばかりでなく、多関節アーム全体が、周囲の
障害物を避けて移動する必要性が生じてしまう。
ｔｅａｃｈｉｎｇ −ｐｌａｙｂａｃｋにしろ、計算ｉ
幾制御に１、ろ、アーム先端の位置と姿勢を考慮するだ
けで別に不都合は生じなかった１、しかし、核燃料再ｔ
し理工場の遮蔽セル内の塔槽類や核融合実験装置のプラ
ズマ容器内のような環境では、高放射線領域といった安
全面から、および非常に狭１ｊｉなといった空間的制限
からも人間が中に入って内部の様子を検査したり簡単な
作業をしたりするととが不可能な場合、人間に代わって
例えば多関節形々ニビスレータに作業させる必要が生じ
ている。１〜かし空間的制限、特に狭隘な場所で作業を
させる場合アーム先端を目標地点までの最適な軌道上を
移動させるばかりでなく、多関節アーム全体が、周囲の
障害物を避けて移動する必要性が生じてしまう。
そしてアーム先端が目標地ａｔでの移動（以Ｆ、往路き
呼ぶ）を完了する古、そこで所定の作票を行い、その後
、多関節アーム全体は、往路のスタート地改まで帰環（
以下、復路と呼ぶ）しなければならない。もちろん復路
においても障害物回避が必要となる。
呼ぶ）を完了する古、そこで所定の作票を行い、その後
、多関節アーム全体は、往路のスタート地改まで帰環（
以下、復路と呼ぶ）しなければならない。もちろん復路
においても障害物回避が必要となる。
以上のように、往路ばかりでなく、復路の軌道制御を行
う必要性が生じる。
う必要性が生じる。
し発明の目的」
本発明の目的は、悪環境下における検査や簡単な作業を
遠隔操作で運転者の精神的、肉体的負担なしに行うこと
ができ、更に狭隘な空間でも多関節アーム全体が同一軌
道上を移動できる多関節アーム制御方式を提供すること
にあるっ ［発明の概要］ 本発明は複数個のアームを直列に関節部を介して連結し
、この連結した関節部の関Ｑｊｉ角度を制御するように
構成してなる多関節アームを制御する方式において、上
記多関節アームの移動すべき対象物までの軌道をあらか
じめ複数軌道用意し、この複数軌道の各々の軌道をＮ分
割して各分割点の関節角度を記憶する記憶手段を設け、
この記１．へ手段で記憶している関節の回転角度を払い
出してト記多関節アームを軌道に清って移動させる多関
節アーム方式で特に記憶手段で記憶している関節の回転
角度を往路で払い出し、復路で往路きは逆の順序に払い
１１ｊシて多関節アームを軌導に沿って帰還させる多関
節アーム方式であり、さらにアームをその側面に装置し
た接触センーリ・と共に描成し、この接触センサが接触
して信号を出した時、この接触センサの場所を確認して
から多関節アームのとるべき軌道を複数軌道の内の最適
な軌道に移１〜換えるように構成した多関節アーム制御
方式である。
遠隔操作で運転者の精神的、肉体的負担なしに行うこと
ができ、更に狭隘な空間でも多関節アーム全体が同一軌
道上を移動できる多関節アーム制御方式を提供すること
にあるっ ［発明の概要］ 本発明は複数個のアームを直列に関節部を介して連結し
、この連結した関節部の関Ｑｊｉ角度を制御するように
構成してなる多関節アームを制御する方式において、上
記多関節アームの移動すべき対象物までの軌道をあらか
じめ複数軌道用意し、この複数軌道の各々の軌道をＮ分
割して各分割点の関節角度を記憶する記憶手段を設け、
この記１．へ手段で記憶している関節の回転角度を払い
出してト記多関節アームを軌道に清って移動させる多関
節アーム方式で特に記憶手段で記憶している関節の回転
角度を往路で払い出し、復路で往路きは逆の順序に払い
１１ｊシて多関節アームを軌導に沿って帰還させる多関
節アーム方式であり、さらにアームをその側面に装置し
た接触センーリ・と共に描成し、この接触センサが接触
して信号を出した時、この接触センサの場所を確認して
から多関節アームのとるべき軌道を複数軌道の内の最適
な軌道に移１〜換えるように構成した多関節アーム制御
方式である。
［発明の効果］
本発明によれば、従来なし得なかった悪環境下における
狭隘な空間での簡単な作業が、運転者は安全な場所に居
ながら遠隔操作によシ実行可能になり、特に作業者の放
射線被曝の低減が最重要とされる原子力関連施設にかけ
る効果は多大であるりまだ、従来の産業用ロボット等の
アーム先端のみの軌道制御に対し、多関節アーム全体を
同一軌道上にのせるのだから障害物回避は容易に行える
。
狭隘な空間での簡単な作業が、運転者は安全な場所に居
ながら遠隔操作によシ実行可能になり、特に作業者の放
射線被曝の低減が最重要とされる原子力関連施設にかけ
る効果は多大であるりまだ、従来の産業用ロボット等の
アーム先端のみの軌道制御に対し、多関節アーム全体を
同一軌道上にのせるのだから障害物回避は容易に行える
。
し発明の実施例］
以下、本発明の実施例について詳細に説明する。
なおこの説明の理解を容易にするだめに例えば第１図に
示すようなタンクｌ内にそのタンクｌに設けられた開口
部２からはタンク１の奥が目視できないような配管群３
が配ｆｉｔされている検査対象を２次元空間で示して説
明する。このような検査対象は原子力関連施設の熱交換
器によく見られるものであろｎ いま、タンク１に漏洩があり、Ｑ点を内部から目視検査
しようとした場合、開口部２からＱａを直視することは
、配管群３が障害となり、不可能である。さらに、タン
クｌの壁面と配管群３の隙間が非常に狭く人間の入り込
む余地のない場合やタンク１の内部が放射性物質で汚染
されて人間がタンク１にも容易に接近できない場合は、
このような検査は不可能になる。
示すようなタンクｌ内にそのタンクｌに設けられた開口
部２からはタンク１の奥が目視できないような配管群３
が配ｆｉｔされている検査対象を２次元空間で示して説
明する。このような検査対象は原子力関連施設の熱交換
器によく見られるものであろｎ いま、タンク１に漏洩があり、Ｑ点を内部から目視検査
しようとした場合、開口部２からＱａを直視することは
、配管群３が障害となり、不可能である。さらに、タン
クｌの壁面と配管群３の隙間が非常に狭く人間の入り込
む余地のない場合やタンク１の内部が放射性物質で汚染
されて人間がタンク１にも容易に接近できない場合は、
このような検査は不可能になる。
本発明は、このような人間が容易に接近不可能な狭隘な
空間内における簡単な作業を可能にする方式で、第２図
に示すように、狭隘な曲がりくねった空間でも通り抜け
ることが可能な多関節アーム６と、この多関節アーム６
の固定端を支持１〜、多関節アーム６の全体を移動する
ための多関節アーム移動機槽７さ、これらを制御するた
めの制御装置１８と多関節アーム先端に数句けられた撮
像装（蚊１６及び撮像装＠１６からの情報を表示するモ
ニタテレビ１７で構成された遠隔操作できる多関節アー
ム装（ｄを制御する方式であり、最適軌道Ｃ（第１図で
図示）に沿って多関節アーム６をタンク内に挿入し、多
関節アーム先端の撮像装置１６からのＱ点の情報を運転
者の居る安全な場所にはいたモニタテレビ１７に表示す
ることによってＱ点における検査を可能にするものであ
る７、さらに各々の４４成についで説明すると、多関節
アーム６は、単位アーム４１〜４ｎ吉それらを連結する
関節５１〜５ｎでイ゛１゛η成され、その先端には、撮
像装置１６が取付けられＣいる。多関節アーム移動機構
７は多関節アーム６の固定端を直線的に全体を移動させ
ることのできる移動機構を有するものである。−１第３
図は、多関節アーム６及び多関節アーム移動機構７の制
御系を示す。８１〜８ｎは多関節アーム６の各関節（５
１〜５ｎ）＆動かすためのモータ、９．〜９ｏは各関節
（５１〜５．）の回転角度を計測するエンコーダ、１０
１〜！（）。は各単位アーム（４１・〜４ｎ）の表面（
Ｃ取り付けられた接触センサである。１１は多関節アー
ム移動機構７を動かすためのモータ、１２は多関節アー
ム移動磯溝７の移動距離（実質的には回転角度となる）
を計測するエンコーダであり、これらは関節を駆動する
モータの駆動回路１３、計算機１４、記憶＠置１５から
なる制御装置１８で制御される。撮像装置Ｉ′！Ｌ１６
けモニタテレビ１７に接続されている。なお各関節（５
１〜５．）および多関節アーム移動機構７の回転角速度
はそれぞれ等しく一定としである。
空間内における簡単な作業を可能にする方式で、第２図
に示すように、狭隘な曲がりくねった空間でも通り抜け
ることが可能な多関節アーム６と、この多関節アーム６
の固定端を支持１〜、多関節アーム６の全体を移動する
ための多関節アーム移動機槽７さ、これらを制御するた
めの制御装置１８と多関節アーム先端に数句けられた撮
像装（蚊１６及び撮像装＠１６からの情報を表示するモ
ニタテレビ１７で構成された遠隔操作できる多関節アー
ム装（ｄを制御する方式であり、最適軌道Ｃ（第１図で
図示）に沿って多関節アーム６をタンク内に挿入し、多
関節アーム先端の撮像装置１６からのＱ点の情報を運転
者の居る安全な場所にはいたモニタテレビ１７に表示す
ることによってＱ点における検査を可能にするものであ
る７、さらに各々の４４成についで説明すると、多関節
アーム６は、単位アーム４１〜４ｎ吉それらを連結する
関節５１〜５ｎでイ゛１゛η成され、その先端には、撮
像装置１６が取付けられＣいる。多関節アーム移動機構
７は多関節アーム６の固定端を直線的に全体を移動させ
ることのできる移動機構を有するものである。−１第３
図は、多関節アーム６及び多関節アーム移動機構７の制
御系を示す。８１〜８ｎは多関節アーム６の各関節（５
１〜５ｎ）＆動かすためのモータ、９．〜９ｏは各関節
（５１〜５．）の回転角度を計測するエンコーダ、１０
１〜！（）。は各単位アーム（４１・〜４ｎ）の表面（
Ｃ取り付けられた接触センサである。１１は多関節アー
ム移動機構７を動かすためのモータ、１２は多関節アー
ム移動磯溝７の移動距離（実質的には回転角度となる）
を計測するエンコーダであり、これらは関節を駆動する
モータの駆動回路１３、計算機１４、記憶＠置１５から
なる制御装置１８で制御される。撮像装置Ｉ′！Ｌ１６
けモニタテレビ１７に接続されている。なお各関節（５
１〜５．）および多関節アーム移動機構７の回転角速度
はそれぞれ等しく一定としである。
以下、本発明の作用について説明する。まず。
第４図に示すように、検査対象となるタンクｌに関する
設計図面をも吉に、多関節アーム６を挿入し、最も無理
なく、衝突もなく、Ｑ点に到達可能（！：曵われる最適
軌道Ｃを予め決定して訃へ、その最適軌道ＣをＮ分割し
、各分割点（Ｐｏ−ＰＮ）を多関節アーム６の先端が進
み、各関節５１，５□、・・・５ｎがＰ（１＋Ｐ１ｒ・
・ＰＮをそれぞれ直線で結んだ軌道上を乗るように、各
分割点（Ｐｏ−ＰＮ）における各関節（５、〜５Ｎ）の
回転角度および多関節アーム移動機構７のモータの回転
角度〔θ〕をｉｉＨ？：で求めておき、記憶装置１５に
記憶（教示）させておく。
設計図面をも吉に、多関節アーム６を挿入し、最も無理
なく、衝突もなく、Ｑ点に到達可能（！：曵われる最適
軌道Ｃを予め決定して訃へ、その最適軌道ＣをＮ分割し
、各分割点（Ｐｏ−ＰＮ）を多関節アーム６の先端が進
み、各関節５１，５□、・・・５ｎがＰ（１＋Ｐ１ｒ・
・ＰＮをそれぞれ直線で結んだ軌道上を乗るように、各
分割点（Ｐｏ−ＰＮ）における各関節（５、〜５Ｎ）の
回転角度および多関節アーム移動機構７のモータの回転
角度〔θ〕をｉｉＨ？：で求めておき、記憶装置１５に
記憶（教示）させておく。
同様に、最適軌道Ｃの周囲に複数個の予［ｉｉＪ軌道Ｃ
′を予め決定しておき、同様にＮ分割して各分割点（Ｐ
ｏ′〜ＰＮ′）における各関節（５１〜５ｎ）と多関節
アーム移動機構７の回転角度〔ｏ〕を計惇で求めておき
記憶装置１５に記憶（教示）させておく。
′を予め決定しておき、同様にＮ分割して各分割点（Ｐ
ｏ′〜ＰＮ′）における各関節（５１〜５ｎ）と多関節
アーム移動機構７の回転角度〔ｏ〕を計惇で求めておき
記憶装置１５に記憶（教示）させておく。
さて、多関節アーム６を軌道に沿って駆動さぜるには、
すなわち往路においては、まず通常運転の場合、計算機
１４は最適軌道ＣにおけるＰｉｎＰｉＨに進むだめの各
関節（５１〜５．１）の回転角度及び多関節アーム移動
機＋ｉｉ ７のモータ回転角度〔θ〕を記１（Ｘ装置１
５より読み込み、各モータが〔θ〕だけ回転するように
モータ駆動回路１３に信号を送る。そしてＱ改に到達し
たら、所定の作業を行った後、計−Ｉ７機１４は復路す
なわちＰｉ −＋ｐｉ １に進むだめの各関節（５，〜
５ ｎ）の回転角度及び多関節−ｒ−ム移動機構７のモ
ータ回転角度〔θ〕を記憶装置１５より読み込み、各モ
ータが〔θ〕だけ回転するようにモータ駆動回路１３に
信号を送ることによって、往路のスタート地へまで帰還
させる。
すなわち往路においては、まず通常運転の場合、計算機
１４は最適軌道ＣにおけるＰｉｎＰｉＨに進むだめの各
関節（５１〜５．１）の回転角度及び多関節アーム移動
機＋ｉｉ ７のモータ回転角度〔θ〕を記１（Ｘ装置１
５より読み込み、各モータが〔θ〕だけ回転するように
モータ駆動回路１３に信号を送る。そしてＱ改に到達し
たら、所定の作業を行った後、計−Ｉ７機１４は復路す
なわちＰｉ −＋ｐｉ １に進むだめの各関節（５，〜
５ ｎ）の回転角度及び多関節−ｒ−ム移動機構７のモ
ータ回転角度〔θ〕を記憶装置１５より読み込み、各モ
ータが〔θ〕だけ回転するようにモータ駆動回路１３に
信号を送ることによって、往路のスタート地へまで帰還
させる。
もＬ７、最適軌道Ｃが、不適当で例えば第４図のＲ点に
単位アーム４ｊ（１≦ｊ＝ｎ）が接触（−たり、あるい
は、配管群３の最外周の配管のどれかが予期せぬ破断を
起こしており、それが障害物となって単位アーム４ｊと
接触したりした場合、単位アーム４ｊに装着された接触
センサ１０ｊの信号が６Ｎになり旧′算機１４はｉＫち
にモータ駆動回路１３に対して、すべてのモータを停止
りするように信号を送る。そして、どの中位−ｒ−ムの
どちらの側が障害物に接触したかを計算機゛１４は判断
し、この障害物を避けるのに最適な軌道を複数個の予備
軌道Ｃ′の中から１つ選び出し、以降はこの軌道を用い
て一連の往路復路の動作を完了させる。以上述べた本発
明の多関節アーム制御方式の往路における制御流れ図を
第５図に往復路における制御流れ図を第６図にそれぞれ
示す。
単位アーム４ｊ（１≦ｊ＝ｎ）が接触（−たり、あるい
は、配管群３の最外周の配管のどれかが予期せぬ破断を
起こしており、それが障害物となって単位アーム４ｊと
接触したりした場合、単位アーム４ｊに装着された接触
センサ１０ｊの信号が６Ｎになり旧′算機１４はｉＫち
にモータ駆動回路１３に対して、すべてのモータを停止
りするように信号を送る。そして、どの中位−ｒ−ムの
どちらの側が障害物に接触したかを計算機゛１４は判断
し、この障害物を避けるのに最適な軌道を複数個の予備
軌道Ｃ′の中から１つ選び出し、以降はこの軌道を用い
て一連の往路復路の動作を完了させる。以上述べた本発
明の多関節アーム制御方式の往路における制御流れ図を
第５図に往復路における制御流れ図を第６図にそれぞれ
示す。
すなわち、復路に関しては、往路におけるデータを逆か
ら払い出して、往路上回じ軌道を逆に移動させれば良い
。以下、復路に関する制御方式について述べるが、理解
を容易にするため、簡単な例を示した後、詳述すると（
！：にする。たとえば、第７図のように自由度３（各関
節角はα、β、γ）のマニピｓ、Ｖ−夕が（ｆｆｉ＝４
５０．β＝−３０°、ｒ＝６０’が初期姿勢で各関節の
回転角速度Ｖα、 Ｖ／ 、 Ｖｒが等しく、たとえば
ｖα＝ｖβ＝ｖｒ＝５／ＳｅＣとしα＝β＝ｒ＝θ°に
なるよう釦各関節を一斉に回転させるとＡＩ、Ａ２．Ａ
３の軌跡は第８図（ａ）のようになる。これを往路とす
る。次にα＝β＝ｒ＝０”からα−４５°、β＝→０．
ｒ＝６０’になるように、各関節を−斉に回転させると
ＡＩ、Ａ２．Ａ３の軌跡は第８図（ｂ）の、しうになる
７、これを復路とする。第９図は、第８図ＣＩ） 、
（＋））で示した往路と復路の軌跡を重ね合わｌシーだ
図である。この図に見られるように、 Ａ２．Ａ：（
の往路吉復路の軌跡ｃ１異ってしまう。それゆえ、往路
でｔよ障害物き衝突しなく吉も、復路で障害物に衝突す
る可能性がある。この往路き復路の軌跡を等しくさせる
には、第１０図のように、復路ではまず最も回転移動量
の犬へいｒをｏ０→１５°（１ｒ１−１α１）まで回転
させ、γが１５０になる吉１次に大きいαを回転させ、
ｒが１５°→（Ｏｏ（ｌγ１→１β１）まで回転すると
βを回転させ、γ−６００になる上沓関節を一斉に停止
させる。もちろん、γ−６０°になった時、α＝４５０
．βニー刃０になっている。以上の手順で行えば、往路
と復路の軌跡は全く等しくなる。
ら払い出して、往路上回じ軌道を逆に移動させれば良い
。以下、復路に関する制御方式について述べるが、理解
を容易にするため、簡単な例を示した後、詳述すると（
！：にする。たとえば、第７図のように自由度３（各関
節角はα、β、γ）のマニピｓ、Ｖ−夕が（ｆｆｉ＝４
５０．β＝−３０°、ｒ＝６０’が初期姿勢で各関節の
回転角速度Ｖα、 Ｖ／ 、 Ｖｒが等しく、たとえば
ｖα＝ｖβ＝ｖｒ＝５／ＳｅＣとしα＝β＝ｒ＝θ°に
なるよう釦各関節を一斉に回転させるとＡＩ、Ａ２．Ａ
３の軌跡は第８図（ａ）のようになる。これを往路とす
る。次にα＝β＝ｒ＝０”からα−４５°、β＝→０．
ｒ＝６０’になるように、各関節を−斉に回転させると
ＡＩ、Ａ２．Ａ３の軌跡は第８図（ｂ）の、しうになる
７、これを復路とする。第９図は、第８図ＣＩ） 、
（＋））で示した往路と復路の軌跡を重ね合わｌシーだ
図である。この図に見られるように、 Ａ２．Ａ：（
の往路吉復路の軌跡ｃ１異ってしまう。それゆえ、往路
でｔよ障害物き衝突しなく吉も、復路で障害物に衝突す
る可能性がある。この往路き復路の軌跡を等しくさせる
には、第１０図のように、復路ではまず最も回転移動量
の犬へいｒをｏ０→１５°（１ｒ１−１α１）まで回転
させ、γが１５０になる吉１次に大きいαを回転させ、
ｒが１５°→（Ｏｏ（ｌγ１→１β１）まで回転すると
βを回転させ、γ−６００になる上沓関節を一斉に停止
させる。もちろん、γ−６０°になった時、α＝４５０
．βニー刃０になっている。以上の手順で行えば、往路
と復路の軌跡は全く等しくなる。
以−トの説明をもとに、本発明における復路に関する制
御方式について述べる。ここで、往路で最終的に用いら
れた軌道のＮ分割された各分割点をｌ′ｏ“〜ＰＮ′と
し、各関節（５１〜５．、）および多関節アーム移動機
構７のそれぞれの各分割点における回転角度をθｋｍと
する。
御方式について述べる。ここで、往路で最終的に用いら
れた軌道のＮ分割された各分割点をｌ′ｏ“〜ＰＮ′と
し、各関節（５１〜５．、）および多関節アーム移動機
構７のそれぞれの各分割点における回転角度をθｋｍと
する。
ここで、０≦に≦ｎ 、 Ｉ）−ｍ＜Ｎすなわち、θに
、ｍ ！ま、分割点Ｐｌｎ’における関節５にの回転角
度を示す。また、便宜上、５ｏを多関節アーム移動機構
にし、θｏｍを分割点ＰｍＩにおける多関節アーム移動
機構の回転角度とする。
、ｍ ！ま、分割点Ｐｌｎ’における関節５にの回転角
度を示す。また、便宜上、５ｏを多関節アーム移動機構
にし、θｏｍを分割点ＰｍＩにおける多関節アーム移動
機構の回転角度とする。
復路Ｐｍ’→Ｐｍ’−ｉにおける各関節（５ｏ〜５ｋ）
のθ′ 回転移動量をθ’Ｏｆｆ！−）Ｉｎ Ｉ ＋θ’］、ｍ
−＋Ｉｎ−１１２，ｎｌ−）Ｉｎ−０・・・・・・・・
・θに、ｍ−＞ｍ−ｔとすると、となる。
のθ′ 回転移動量をθ’Ｏｆｆ！−）Ｉｎ Ｉ ＋θ’］、ｍ
−＋Ｉｎ−１１２，ｎｌ−）Ｉｎ−０・・・・・・・・
・θに、ｍ−＞ｍ−ｔとすると、となる。
次に（１）式における各関節（５０〜５ｋ）の回転移動
量の中から最大値θｍａｘを求め各関節（５ｏ〜５ｋ）
の回転開始を示す基準値θ６．θ丁、・・・・・・θｒ
を（２）式のように求める。以下企υ （２）式を求りると、この（２）式の値をもとに復路の
制御に：開始する。ここで最大の回転移動量θｍａｘだ
０回転する関節を５１ｎａＸとすると、まず、関節５１
ｎａＸだけ回転させる。関Ｎｉ５＋ｎａｘ以外の各関節
は。
量の中から最大値θｍａｘを求め各関節（５ｏ〜５ｋ）
の回転開始を示す基準値θ６．θ丁、・・・・・・θｒ
を（２）式のように求める。以下企υ （２）式を求りると、この（２）式の値をもとに復路の
制御に：開始する。ここで最大の回転移動量θｍａｘだ
０回転する関節を５１ｎａＸとすると、まず、関節５１
ｎａＸだけ回転させる。関Ｎｉ５＋ｎａｘ以外の各関節
は。
（′２）式に訃ける各関節の基準値θ工〜θζだけ関節
５１ｎａＸ ”回転すると順次回転させる。そして関節
５ｒｒ１ａｘがθｒｌｌａＸだけ回転すると全関節（５
８〜５ｋ）の回転を一斉に停止させる。これで復路にお
ける”ＩＩＩ−）ＰＩ７．−１は達成される。以下、同
様の手順で、Ｐミ慨すなわち往路におけるスタート地点
まで行えば良い。中だ、もし、この復路で障害物と衝突
した場合は、予備軌道Ｃ′から最適な軌道を選び出し以
下同様の手順で帰還する。
５１ｎａＸ ”回転すると順次回転させる。そして関節
５ｒｒ１ａｘがθｒｌｌａＸだけ回転すると全関節（５
８〜５ｋ）の回転を一斉に停止させる。これで復路にお
ける”ＩＩＩ−）ＰＩ７．−１は達成される。以下、同
様の手順で、Ｐミ慨すなわち往路におけるスタート地点
まで行えば良い。中だ、もし、この復路で障害物と衝突
した場合は、予備軌道Ｃ′から最適な軌道を選び出し以
下同様の手順で帰還する。
このような制御手順を図で示すと第１１図のように示さ
れろ。中ず、作業指令手段１９より作業指令を各１駆動
手段２０における所定角度指令手段２１から送出し、七
の際、ロボットアーム角度検出手段２２からの実際の検
出角度θｆと所定角度θを比較して角度補正手段囚がロ
ボットアーム６を所定角度θまでフィードバック制御ｊ
ｌｌする。そしで、すべての関節が、それぞれの゛所定
角度に達すると、作業終了検出手段冴を介して、新／こ
に次の作条指令を作業指令手段２１によって行い、最糸
冬目標地点にロボットアーム６が到達する違で、この手
順をくり返す。また、ここで、ロボットアーム６が障害
物にもしあたると接触セン′リ−１０の接触場所検出手
段５により、接触場所を検出し、最適な障害物回避され
た軌道をロボットアームが移ｍｂするように、所定角度
変更指令手段２６より割込指令２７を行う。
れろ。中ず、作業指令手段１９より作業指令を各１駆動
手段２０における所定角度指令手段２１から送出し、七
の際、ロボットアーム角度検出手段２２からの実際の検
出角度θｆと所定角度θを比較して角度補正手段囚がロ
ボットアーム６を所定角度θまでフィードバック制御ｊ
ｌｌする。そしで、すべての関節が、それぞれの゛所定
角度に達すると、作業終了検出手段冴を介して、新／こ
に次の作条指令を作業指令手段２１によって行い、最糸
冬目標地点にロボットアーム６が到達する違で、この手
順をくり返す。また、ここで、ロボットアーム６が障害
物にもしあたると接触セン′リ−１０の接触場所検出手
段５により、接触場所を検出し、最適な障害物回避され
た軌道をロボットアームが移ｍｂするように、所定角度
変更指令手段２６より割込指令２７を行う。
なお、発明の内容の理解を容易にするだめ２次元の面内
を動く多関節アームを例にとり説明を行ったが、ｌ関節
に２自由度を持っ／こ多関節アームを使えば、３次元空
間内を自在に動きまわる遠隔操作装置を構成することが
できる。まだ多関節アーム先端に撮像装置をつけだ検査
装置ｉ胃さしての用途を例にとったが、先端にトルクレ
ノヂセマグネットチャック等を装備すればナツトの増し
締やルーズパーツの回収などの簡単な作業も可能となる
。
を動く多関節アームを例にとり説明を行ったが、ｌ関節
に２自由度を持っ／こ多関節アームを使えば、３次元空
間内を自在に動きまわる遠隔操作装置を構成することが
できる。まだ多関節アーム先端に撮像装置をつけだ検査
装置ｉ胃さしての用途を例にとったが、先端にトルクレ
ノヂセマグネットチャック等を装備すればナツトの増し
締やルーズパーツの回収などの簡単な作業も可能となる
。
第１図は本発明の詳細な説明する断面図、第２図は本発
明に用いられる装置を示す断面図、第３図は本発明に用
いられる装置べの構成を示す回路図、第４図は本発明に
おける軌道の決定を説明する断面図、第５図および第６
図は本発明方式の制御流れ図、第７図乃至第１０図は本
発明の復路の制御方式の理解を容易にさせるだめの線図
、第１１図は本発明方式の制御手順説明図である。 １・・・タンク、２・・・タンク開口部、：３・・・配
管群、４〜４ ・・・単位アーム、５．〜５□１・・・
−関節、 ｎ ６・・・多関節アーム、７・・・多関節アーム移動機構
、８１〜８ｎ・・モータ、９１〜９ｎ・・エンコーダ、
１（）１〜１０１．・・・接触センサ、１１・・エンコ
ーダ、！２・・・モータ、１３・・モータ駆動回路、１
４・・・Ｈ１算（５，鳩、１５・・・記憶装置、１６・
・・操作装置、１７・・・モニタテレビ、１８・・・制
御装置。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑（ほか１名）第１図 第 ２ 図 第４図 第５図 第 ６ 図
明に用いられる装置を示す断面図、第３図は本発明に用
いられる装置べの構成を示す回路図、第４図は本発明に
おける軌道の決定を説明する断面図、第５図および第６
図は本発明方式の制御流れ図、第７図乃至第１０図は本
発明の復路の制御方式の理解を容易にさせるだめの線図
、第１１図は本発明方式の制御手順説明図である。 １・・・タンク、２・・・タンク開口部、：３・・・配
管群、４〜４ ・・・単位アーム、５．〜５□１・・・
−関節、 ｎ ６・・・多関節アーム、７・・・多関節アーム移動機構
、８１〜８ｎ・・モータ、９１〜９ｎ・・エンコーダ、
１（）１〜１０１．・・・接触センサ、１１・・エンコ
ーダ、！２・・・モータ、１３・・モータ駆動回路、１
４・・・Ｈ１算（５，鳩、１５・・・記憶装置、１６・
・・操作装置、１７・・・モニタテレビ、１８・・・制
御装置。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑（ほか１名）第１図 第 ２ 図 第４図 第５図 第 ６ 図
Claims (3)
- （１）複数個のアームを直列に関節部を介して連結し、
この連結した関節部の関節角度を制御するよう構成して
なる多関節アームを制御する方式において、前記多関節
アームの移動すべき対象物までの軌道をあらかじむ複数
軌道用意し、この複数軌道の各々の軌道をＮ分割して各
分割点の関節角度を記憶する記憶手段を設け、この記憶
手段で記憶している関節の回転角度を払い出して前記多
関節アームを軌道に沿って移動させることを特徴とする
多関節アーム制御方式。 - （２）記憶手段で記憶している関節の回転角度を往路で
払い出し、復路で往路とは逆の順序に払い出して多関節
アームを軌道に沿って帰還させることを／ｌ？徴とする
特許請求の範囲第１項記載の多関節アーム制御方式。 - （３）−ｒ−ムをその側面に装着した接触センサと共に
構成し、この接触センサが接触して信号を出した時、こ
の接触センサの場所を確認１〜てから多関節アームのと
るべき軌道を複数軌道の内の最適な軌道に移し換えるこ
とを特徴とする！１′■＃１請求の範囲第１項乃至第２
項記載の多関節アーム制御方式゛。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18907782A JPS5981081A (ja) | 1982-10-29 | 1982-10-29 | 多関節アームの制御方法 |
| EP83306487A EP0108549B1 (en) | 1982-10-29 | 1983-10-25 | Control system of multi-joint arm robot apparatus |
| DE8383306487T DE3375107D1 (en) | 1982-10-29 | 1983-10-25 | Control system of multi-joint arm robot apparatus |
| US07/045,192 US4744719A (en) | 1982-10-29 | 1987-04-30 | Control system of multi-joint arm robot apparatus |
| US07/382,030 US5049028A (en) | 1982-10-29 | 1989-07-19 | Control system of multi-joint arm robot apparatus |
| US07/667,487 US5165841A (en) | 1982-10-29 | 1991-03-11 | Control system of multi-joint arm robot apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18907782A JPS5981081A (ja) | 1982-10-29 | 1982-10-29 | 多関節アームの制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5981081A true JPS5981081A (ja) | 1984-05-10 |
| JPH0151315B2 JPH0151315B2 (ja) | 1989-11-02 |
Family
ID=16234918
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18907782A Granted JPS5981081A (ja) | 1982-10-29 | 1982-10-29 | 多関節アームの制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5981081A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62241010A (ja) * | 1986-04-11 | 1987-10-21 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 多関節作業機の軌跡制御装置 |
| JPS62241009A (ja) * | 1986-04-11 | 1987-10-21 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 多関節作業機の軌跡制御装置 |
-
1982
- 1982-10-29 JP JP18907782A patent/JPS5981081A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62241010A (ja) * | 1986-04-11 | 1987-10-21 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 多関節作業機の軌跡制御装置 |
| JPS62241009A (ja) * | 1986-04-11 | 1987-10-21 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 多関節作業機の軌跡制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0151315B2 (ja) | 1989-11-02 |
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