JPS6052296A - 力センサ出力の修正方法 - Google Patents
力センサ出力の修正方法Info
- Publication number
- JPS6052296A JPS6052296A JP16037583A JP16037583A JPS6052296A JP S6052296 A JPS6052296 A JP S6052296A JP 16037583 A JP16037583 A JP 16037583A JP 16037583 A JP16037583 A JP 16037583A JP S6052296 A JPS6052296 A JP S6052296A
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- force
- robot
- force sensor
- sensor
- signal
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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】
〔発明の利用分野〕
本発明は、力センサ出力の修正方法に係シ、更に詳細に
はロボット等の作用器（ＥＦＦＥＣＴＯＲ）に取υ付け
られる力センサの出力である力センサ出力の修正方法に
関する。
はロボット等の作用器（ＥＦＦＥＣＴＯＲ）に取υ付け
られる力センサの出力である力センサ出力の修正方法に
関する。
一般にロボット等の最終作用器（ＥＮＤ ＥＦＦＥＣＴ
ＯＲ） 、 所ｉｌｌロボットハンドの先端には、その
ロボットハンドの先端に加わる力を検出するための力セ
ンサが設けられてシシ、該力センサの検出信号（センサ
信号）を１つのファクターとしてロボットハンドの動作
制御を行なっている。
ＯＲ） 、 所ｉｌｌロボットハンドの先端には、その
ロボットハンドの先端に加わる力を検出するための力セ
ンサが設けられてシシ、該力センサの検出信号（センサ
信号）を１つのファクターとしてロボットハンドの動作
制御を行なっている。
この制御系を第１図を用いて説明する。第１図に示す回
路は、ロボット２の動作を指示するロボット動作指示器
４と、該指示器４の指示値信号に従って、ロボットを動
作させるサーボアンプ３と、ロボット２の最終作用器の
動作による関節位置信号を入力とし、そのロボット２の
最終作用器の位置を算出して前記ロボット動作指示器４
にフィードバックする座標変換器５と、前記ロボッｌ−
２の最終作用器に取り付けられた力センサ１と、該力セ
ンサ１に加えられた外力をセンサ信号として入力し、該
センサ信号を力信号に演算して前記ロボット動作指示器
４に報告するセンサ処理器６とから構成されている。
路は、ロボット２の動作を指示するロボット動作指示器
４と、該指示器４の指示値信号に従って、ロボットを動
作させるサーボアンプ３と、ロボット２の最終作用器の
動作による関節位置信号を入力とし、そのロボット２の
最終作用器の位置を算出して前記ロボット動作指示器４
にフィードバックする座標変換器５と、前記ロボッｌ−
２の最終作用器に取り付けられた力センサ１と、該力セ
ンサ１に加えられた外力をセンサ信号として入力し、該
センサ信号を力信号に演算して前記ロボット動作指示器
４に報告するセンサ処理器６とから構成されている。
この様に構成された制御回路は、ロボット動作指示器４
の指示信号によりサーボアンプ３がロポッ）２′ｆｔ動
作させ、その最終作用器に加わった外力を力センサ１が
検出すると共にアクチュエータの関節位置信号によシ、
関節位置を検出する。この検出されだセンサ信号及び関
節位置信号は、それぞれセンサ処理器６及び座標変換器
５を介してロボット動作指示器４にフィードバックされ
、該指示器４は、そのフィードバック情報に基づ−てロ
ボット２の指示を変化させる。この様にしてロボット動
作指示器４は、ロボット２の最終作用器の関節位置及び
外力を監視しながらロボット２の動作制御を行なってい
る。
の指示信号によりサーボアンプ３がロポッ）２′ｆｔ動
作させ、その最終作用器に加わった外力を力センサ１が
検出すると共にアクチュエータの関節位置信号によシ、
関節位置を検出する。この検出されだセンサ信号及び関
節位置信号は、それぞれセンサ処理器６及び座標変換器
５を介してロボット動作指示器４にフィードバックされ
、該指示器４は、そのフィードバック情報に基づ−てロ
ボット２の指示を変化させる。この様にしてロボット動
作指示器４は、ロボット２の最終作用器の関節位置及び
外力を監視しながらロボット２の動作制御を行なってい
る。
しかしながら、この制御回路における力センサ１は、最
終作用器の先端に設けられた例えばチャックハンド等の
質量による慣性力をも検出してしまうため、純粋ガ外力
以外の力がロボット動作指示器４にフィードバックして
しまう。
終作用器の先端に設けられた例えばチャックハンド等の
質量による慣性力をも検出してしまうため、純粋ガ外力
以外の力がロボット動作指示器４にフィードバックして
しまう。
従って、この制御回路は、ロポｙ）自身の加速度が入シ
込んでしまい、ロボットの動作が自励振動を起こすと言
う問題点がある。
込んでしまい、ロボットの動作が自励振動を起こすと言
う問題点がある。
本発明の目的は、前記問題点を除去することであって、
純粋なロボットの作用器に加わる外力のみをフィードバ
ックして、安定的なロボット制御を行なうことができる
力センサ出力の修正方法を提供することである。
純粋なロボットの作用器に加わる外力のみをフィードバ
ックして、安定的なロボット制御を行なうことができる
力センサ出力の修正方法を提供することである。
上記目的を達成するため本発明による力センサ出力の修
正方法は、ロボットの作用器の動作による慣性力を検出
し、前記力センサにより検出した外力から慣性力を除算
して、正確が外力を得ることを特徴とする。
正方法は、ロボットの作用器の動作による慣性力を検出
し、前記力センサにより検出した外力から慣性力を除算
して、正確が外力を得ることを特徴とする。
以下本発明の一実施例を第２図を用いて詳細に説明する
ものであるが、まず本発明のＩＦ、を理を説明する。
ものであるが、まず本発明のＩＦ、を理を説明する。
寸ず、ロボットのハンド付近に設けられた力センサは、
６個の検出方向つ１す６つの回転モーメントと、３つの
並進力を検出可能である。
６個の検出方向つ１す６つの回転モーメントと、３つの
並進力を検出可能である。
しかし通常は力センサの出力Ｖｏと一般的な６つの要素
ＦＡ （７”ｘ、 ＦＴ、 ＦｈＰ属ｔ“βＦγ）は一
対一で対応していない。そこでセンサーの剛性をマトリ
ックス〔Ｈ〕とすると、純粋な外力Ｆ７は次（１）式で
表わさせる。
ＦＡ （７”ｘ、 ＦＴ、 ＦｈＰ属ｔ“βＦγ）は一
対一で対応していない。そこでセンサーの剛性をマトリ
ックス〔Ｈ〕とすると、純粋な外力Ｆ７は次（１）式で
表わさせる。
Ｇ＝ｕｙ： ・・・・・・・・・（１）式しかし、前記
したチャックノ・ンド等の質量ＭＨによる慣性力ｔが、
次（２）式で表わされる如く発生するため、実際の力セ
ンサの出力Ｖは、次（３）式となる。
したチャックノ・ンド等の質量ＭＨによる慣性力ｔが、
次（２）式で表わされる如く発生するため、実際の力セ
ンサの出力Ｖは、次（３）式となる。
セ＝＝ＭＩα ・・・・・・・・・（２）式？＝ ［Ｈ
−’ＸＦ、ｒ＋４）・・・・・・（３）式そこで本発明
にかいては、前記ロボット２の作用器に加わる加速度７
を検出し、この検出した加速度７を次（４）式に示す如
くその外力Ｆαに変換して力センサ１の出力から次（５
）式の如く除算することにより、ロボット２の作用器に
加わる純粋な外力Ｆｉｆロボット動作指示器４にフィー
ドバックすることを特徴とする。
−’ＸＦ、ｒ＋４）・・・・・・（３）式そこで本発明
にかいては、前記ロボット２の作用器に加わる加速度７
を検出し、この検出した加速度７を次（４）式に示す如
くその外力Ｆαに変換して力センサ１の出力から次（５
）式の如く除算することにより、ロボット２の作用器に
加わる純粋な外力Ｆｉｆロボット動作指示器４にフィー
ドバックすることを特徴とする。
７（１＝＝ ＭＨ心 ・・・・・・・・・（４１式ＦＡ
＝Ｆ−指 ・・・・・・・・・（５）式との力センサ信
号の修正を行なう制御回路を第２図を用いて説明する。
＝Ｆ−指 ・・・・・・・・・（５）式との力センサ信
号の修正を行なう制御回路を第２図を用いて説明する。
第２図に示す制御回路は、前記第１図に示したロボット
動作指示器４．サーボアンプ６、ロボット２．力センサ
１．座標変換器５．カセンサ処理器６に加え、ロボット
２０作用器の力センサ１の近傍に設りられ、その加速度
を検出する加速度センサ９と、該加速度センサ９からの
加速度信号を人力とし、その加速度及び速度を演算する
加速度センサ処理器８と、該加速度センサ処理器８から
の加速度・速度信号及び力センサ処理器６からの力信号
を入力とし、力信号から加速度・速度信号を変換した加
速度による力信号を減算してロボット動作指示器４に入
力する信号修正器７とを備えている。
動作指示器４．サーボアンプ６、ロボット２．力センサ
１．座標変換器５．カセンサ処理器６に加え、ロボット
２０作用器の力センサ１の近傍に設りられ、その加速度
を検出する加速度センサ９と、該加速度センサ９からの
加速度信号を人力とし、その加速度及び速度を演算する
加速度センサ処理器８と、該加速度センサ処理器８から
の加速度・速度信号及び力センサ処理器６からの力信号
を入力とし、力信号から加速度・速度信号を変換した加
速度による力信号を減算してロボット動作指示器４に入
力する信号修正器７とを備えている。
この信号修正器７は、前記した様に、力センサ処理器６
から出力された力信号（Ｆ）から、カロ速度センサ処理
器８の出力である加速度（α）に基づいて、前（５）式
によって加速度による力（Ｆα）を算出して除算するこ
とにニジ、純粋な外力による力（Ｆ、ｌ）をロボット動
作指示器４にフイードバックするものである。
から出力された力信号（Ｆ）から、カロ速度センサ処理
器８の出力である加速度（α）に基づいて、前（５）式
によって加速度による力（Ｆα）を算出して除算するこ
とにニジ、純粋な外力による力（Ｆ、ｌ）をロボット動
作指示器４にフイードバックするものである。
従って、この様に構成された制御回路は、ロボット動作
指示器４の指示に基づくサーボアンプ乙の動作によシ駆
動するロボット２の作用器に加わる力及び加速度を力セ
ンサ１及びカロ速度センサ９によって検出し、これら検
出信号を力センサ処理器６及び加速度センサ処理器８を
介して信号修正器７に入力し、信号修正器７が力センサ
信号から加速度による力信号を除算してロボット動作指
示器４に入力するため、ロボット２の作用器に加わる純
粋な外力のみをフィードバックすることができる。よっ
て本発明による制御回路は、ロボット動作制御を安定し
て行なうことができる。
指示器４の指示に基づくサーボアンプ乙の動作によシ駆
動するロボット２の作用器に加わる力及び加速度を力セ
ンサ１及びカロ速度センサ９によって検出し、これら検
出信号を力センサ処理器６及び加速度センサ処理器８を
介して信号修正器７に入力し、信号修正器７が力センサ
信号から加速度による力信号を除算してロボット動作指
示器４に入力するため、ロボット２の作用器に加わる純
粋な外力のみをフィードバックすることができる。よっ
て本発明による制御回路は、ロボット動作制御を安定し
て行なうことができる。
以上述べた如く本発明によれば、力センサに加わる余分
な慣性による力を除去すると七により、力センサに加わ
る純粋な外力を検出することができる。
な慣性による力を除去すると七により、力センサに加わ
る純粋な外力を検出することができる。
第１図は従来技術による力センサを用いたロボットの制
御回路を示す図である。第２図は本発明による力センサ
信号の修正方法を実施したロボットの制御回路の一実施
例ケ示す図である。 １・・・力センサ ２・・・ロボット ３・・・サーボアンプ ４・・・ロボット動作指示器 ５・・座標変換器 ６・・・力センサ処理器７・・・信
号修正器 ８・・加速度センサ処理器 ９・・加速度センサ 茅 １ 図 外力 第 ２ 図
御回路を示す図である。第２図は本発明による力センサ
信号の修正方法を実施したロボットの制御回路の一実施
例ケ示す図である。 １・・・力センサ ２・・・ロボット ３・・・サーボアンプ ４・・・ロボット動作指示器 ５・・座標変換器 ６・・・力センサ処理器７・・・信
号修正器 ８・・加速度センサ処理器 ９・・加速度センサ 茅 １ 図 外力 第 ２ 図
Claims (1)
- 動作する作用器に取シ付けられ、該作用器に加えられる
外力を検出する力センサから出力される力センサ出力の
修正方法であって、訪作用器の動作による加速度を検出
し、該加速度から得られる作用器の慣性力を算出し、力
センサから得られた力から前記慣性力を除算することを
特徴とする力センサ出力の修正方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16037583A JPS6052296A (ja) | 1983-09-02 | 1983-09-02 | 力センサ出力の修正方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16037583A JPS6052296A (ja) | 1983-09-02 | 1983-09-02 | 力センサ出力の修正方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6052296A true JPS6052296A (ja) | 1985-03-25 |
Family
ID=15713604
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16037583A Pending JPS6052296A (ja) | 1983-09-02 | 1983-09-02 | 力センサ出力の修正方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6052296A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63212483A (ja) * | 1987-02-27 | 1988-09-05 | 株式会社東芝 | 多自由度マニピユレ−タの制御装置 |
| JPS63241614A (ja) * | 1987-03-30 | 1988-10-06 | Hitachi Ltd | ロボツト装置 |
| US5265195A (en) * | 1990-02-27 | 1993-11-23 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Control robot with different axial direction shafts |
| WO2007148511A1 (ja) * | 2006-06-20 | 2007-12-27 | National University Corporation Gunma University | 力検出装置及び力センサの受感部の有効慣性質量の算出方法 |
| JP2011141157A (ja) * | 2010-01-06 | 2011-07-21 | Yamatake Corp | 力検出装置 |
-
1983
- 1983-09-02 JP JP16037583A patent/JPS6052296A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63212483A (ja) * | 1987-02-27 | 1988-09-05 | 株式会社東芝 | 多自由度マニピユレ−タの制御装置 |
| JPS63241614A (ja) * | 1987-03-30 | 1988-10-06 | Hitachi Ltd | ロボツト装置 |
| US5509847A (en) * | 1990-01-09 | 1996-04-23 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Control robot |
| US5265195A (en) * | 1990-02-27 | 1993-11-23 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Control robot with different axial direction shafts |
| WO2007148511A1 (ja) * | 2006-06-20 | 2007-12-27 | National University Corporation Gunma University | 力検出装置及び力センサの受感部の有効慣性質量の算出方法 |
| JP4976389B2 (ja) * | 2006-06-20 | 2012-07-18 | 国立大学法人群馬大学 | 力検出装置及び力センサの受感部の有効慣性質量の算出方法 |
| JP2011141157A (ja) * | 2010-01-06 | 2011-07-21 | Yamatake Corp | 力検出装置 |
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