JPS6080592A - 多関節ロボツトのハンドリング方式 - Google Patents
多関節ロボツトのハンドリング方式Info
- Publication number
- JPS6080592A JPS6080592A JP18673483A JP18673483A JPS6080592A JP S6080592 A JPS6080592 A JP S6080592A JP 18673483 A JP18673483 A JP 18673483A JP 18673483 A JP18673483 A JP 18673483A JP S6080592 A JPS6080592 A JP S6080592A
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- Japan
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- 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】
〔発明の利用分野〕
本発明は、物をつかむ多関節ロボットに係り、特に、自
律した節の集合により長さの違う複数の腕を構成するこ
とによシ、つかもうとする物体の全体認識なしに、種々
の形、太き甥の物体をつかむかできるハンドリング方式
に関する。
律した節の集合により長さの違う複数の腕を構成するこ
とによシ、つかもうとする物体の全体認識なしに、種々
の形、太き甥の物体をつかむかできるハンドリング方式
に関する。
従来の多関節のノ・ンドリンクロボットは、中央の装置
からの指令により動かされていたために、中央の装置の
故障が暴走により、ロボット全体がダウンしてしまうし
、腕（指）をもつと長く、もしくは短くしようとすると
、中実装置を含めた改良が必要であった。また、多関節
であっても、物を２本の腕（指）によって挾むことによ
りつかんでいたために、つかもうとする物体の位置を前
もって認識して、２本の腕の間に物体が入るように腕を
移動しなければならないなどの欠点があった。
からの指令により動かされていたために、中央の装置の
故障が暴走により、ロボット全体がダウンしてしまうし
、腕（指）をもつと長く、もしくは短くしようとすると
、中実装置を含めた改良が必要であった。また、多関節
であっても、物を２本の腕（指）によって挾むことによ
りつかんでいたために、つかもうとする物体の位置を前
もって認識して、２本の腕の間に物体が入るように腕を
移動しなければならないなどの欠点があった。
不発明の目的は、多関節ロボットにおいて、種種の形、
大きさ、硬さの物体音、物体の全体認識なしにつかむこ
とがで樫るノ・ンドリンク方式を提供することにある。
大きさ、硬さの物体音、物体の全体認識なしにつかむこ
とがで樫るノ・ンドリンク方式を提供することにある。
゛
〔発明の概要〕
本発明は、物体をつかむ多関節ロボットにおいて、動力
装置とセンサーを持つ多数の関節（節）によって長さの
違う複数の腕を構成し、それぞれの節が自律して動作す
ることによって、種々の形。
装置とセンサーを持つ多数の関節（節）によって長さの
違う複数の腕を構成し、それぞれの節が自律して動作す
ることによって、種々の形。
大きさ、硬さの物体を全体の認識なしにつかむことに関
する。
する。
第１図に、システムの全体構成を上面から見た図を示す
。ロボットは、複数の節１２００，１２０１゜１２０２
．１２０３．・・・・・・からなる多数の腕１０１゜１
０２．１０３．・・・・・・により構成され、それぞれ
の腕は支柱１０００に直線的に水平に配置され長さがそ
れぞれ異なり、支柱の中央部分１０１ 、１２０が最も
長く外側に行くほど（腕１３６，１１７）短くしておく
。
。ロボットは、複数の節１２００，１２０１゜１２０２
．１２０３．・・・・・・からなる多数の腕１０１゜１
０２．１０３．・・・・・・により構成され、それぞれ
の腕は支柱１０００に直線的に水平に配置され長さがそ
れぞれ異なり、支柱の中央部分１０１ 、１２０が最も
長く外側に行くほど（腕１３６，１１７）短くしておく
。
第２Ａ図、第２Ｂ図に各節の接続を、上面と横から見た
図を示す。各節２００２．＠２０１２．２００１・２０
１１．２０００・２０１０は、それぞれ１個の駆動装置
２００４−２０１４．２００３・２０１３ 金持ち、そ
れによって、第３図に示すように、各節の間の各度を変
え、自由に腕全体を曲げることができる。
図を示す。各節２００２．＠２０１２．２００１・２０
１１．２０００・２０１０は、それぞれ１個の駆動装置
２００４−２０１４．２００３・２０１３ 金持ち、そ
れによって、第３図に示すように、各節の間の各度を変
え、自由に腕全体を曲げることができる。
第４図に各節の構成を示す。各節は伝送路４０００でつ
ながれており、コントローラー４００１によってサーボ
４００２に指令を与え、サーボモーター４００３を回転
させる。また、トルクセンサー４００４ひすみゲージな
どによって、サーボモーター４００３にかかるトルクは
随時検知でれ、コントローラー４００１にその情報が伝
えられる。第５図に、コントローラー４００１の構成を
示す。コントローラーの処理装置は、インターフェース
５０００゜５００１．５００２．５００３を介して、伝
送路４０００゜トルクセンサー４００４．サーボ４００
２にそれぞれつながれており、処理装置５０１０は、イ
ンターフェースを介して、伝送路４０００．）ルクセン
サー４００４からの情報を得て、サーボ４００２に指令
を与える。
ながれており、コントローラー４００１によってサーボ
４００２に指令を与え、サーボモーター４００３を回転
させる。また、トルクセンサー４００４ひすみゲージな
どによって、サーボモーター４００３にかかるトルクは
随時検知でれ、コントローラー４００１にその情報が伝
えられる。第５図に、コントローラー４００１の構成を
示す。コントローラーの処理装置は、インターフェース
５０００゜５００１．５００２．５００３を介して、伝
送路４０００゜トルクセンサー４００４．サーボ４００
２にそれぞれつながれており、処理装置５０１０は、イ
ンターフェースを介して、伝送路４０００．）ルクセン
サー４００４からの情報を得て、サーボ４００２に指令
を与える。
第６．７，８，９．１０図に複数の腕のうち、１本につ
いてその動きを追ってみると、つかもうとする物体６０
００に対して、つかむ腕６００１は、支柱６００２から
伸びた状態でいる（第６図）。まず、伝送路を通じて、
各節にスタートの信号を送ることによって、各節は、そ
れぞれ自律的に、各節の駆動装置を同一方向に一定のト
ルクＴｔ（ｋａｒ ｍ” ／Ｓ”）がかかるまで回転さ
せる。すると、第７図に示すように、腕全体がまるまり
、ある時点で腕６００１の節７０００がつかもうとする
物体６０００とぶつかる。ここで、節７０００よシ支柱
に近い各節は、をらに曲げようとするが、駆動装置にか
かるトルクＴＫがＴｔをこえるので、曲げることをやめ
、トルクＴｔがかかった状態を保持したままでいるが、
節７０００より腕の先の方にある節の駆動装置には％ま
だトルクがかかつていないので、さらに曲りつづけ、第
８，９図に示した状態となり、姫路的には、第１０図に
示したように、各節すべての駆動装置にかかるトルクＴ
ｔがＴｔを越えたところで腕の動きは停止する。すなわ
ち、各節は、自律的に第１１図に示す均質なアルゴリズ
ムで、スタート信号により、駆動装置を一定方向に回転
させ（節を曲げ）節にかかるトルクが一定トルクＴｔを
越えた時は回転をやめることでコントロールする。この
ように、ノーード・ソフトともに均質な節からなる腕を
、長き（節の数）を変え外側の腕を短くすることによっ
て、第１２図に示すように、物体６０００にからみつき
、つかむことができる。
いてその動きを追ってみると、つかもうとする物体６０
００に対して、つかむ腕６００１は、支柱６００２から
伸びた状態でいる（第６図）。まず、伝送路を通じて、
各節にスタートの信号を送ることによって、各節は、そ
れぞれ自律的に、各節の駆動装置を同一方向に一定のト
ルクＴｔ（ｋａｒ ｍ” ／Ｓ”）がかかるまで回転さ
せる。すると、第７図に示すように、腕全体がまるまり
、ある時点で腕６００１の節７０００がつかもうとする
物体６０００とぶつかる。ここで、節７０００よシ支柱
に近い各節は、をらに曲げようとするが、駆動装置にか
かるトルクＴＫがＴｔをこえるので、曲げることをやめ
、トルクＴｔがかかった状態を保持したままでいるが、
節７０００より腕の先の方にある節の駆動装置には％ま
だトルクがかかつていないので、さらに曲りつづけ、第
８，９図に示した状態となり、姫路的には、第１０図に
示したように、各節すべての駆動装置にかかるトルクＴ
ｔがＴｔを越えたところで腕の動きは停止する。すなわ
ち、各節は、自律的に第１１図に示す均質なアルゴリズ
ムで、スタート信号により、駆動装置を一定方向に回転
させ（節を曲げ）節にかかるトルクが一定トルクＴｔを
越えた時は回転をやめることでコントロールする。この
ように、ノーード・ソフトともに均質な節からなる腕を
、長き（節の数）を変え外側の腕を短くすることによっ
て、第１２図に示すように、物体６０００にからみつき
、つかむことができる。
第１３図に％ １個の節１３０００が故障して関節を曲
げることができなくなった時の各腕の状態を示す。この
ように、物体に接触する部分である重要な節が故障して
も、第１１図に示すアルゴリズムで、各節の駆動装置に
かかるトルクＴＫがＴｔを下回っている間、関節を曲げ
つづけることによって、第１３図のようにして物体６０
００をつかむことができる。第１４．１５図にロボット
全体の動きを示す。第１４図に示すように、ロボット１
４０００のまわシにつかもうとする物体１４００１ 。
げることができなくなった時の各腕の状態を示す。この
ように、物体に接触する部分である重要な節が故障して
も、第１１図に示すアルゴリズムで、各節の駆動装置に
かかるトルクＴＫがＴｔを下回っている間、関節を曲げ
つづけることによって、第１３図のようにして物体６０
００をつかむことができる。第１４．１５図にロボット
全体の動きを示す。第１４図に示すように、ロボット１
４０００のまわシにつかもうとする物体１４００１ 。
１４００２．１４００３．１４００４を配置しておきロ
ボットを動作させると、第１５図のように物体をつかむ
ことができる。
ボットを動作させると、第１５図のように物体をつかむ
ことができる。
なお、上記ロボットでは、つかもうとする物体の重さが
軽いもの、物体の置いである床がすべり易い場合は、腕
が物体にからみつく前に物体が動いてしまい物体上つか
むことができない。すなわち各節の長さをＬ（ｍ）、物
体の重きをＭ（ｋａｒ）、床と物体の静止摩擦係数をμ
とすると、駆動装置にかかるトルクＴ Ｋ（１（ｇｒ
ｍ２／Ｓ” ）はＴＫ＜Ｔｔ ・・・・・・・・・ （
１）であるから、物体をつかめる物体と床の条件は、Ｔ
ｔのトルクが節にかかつている時に物体が動がなければ
よいから（関節における摩擦はないものとする） ここに、 ｇ （ｋｇｒｍ／Ｓ２） ：重力加速度とな
る。
軽いもの、物体の置いである床がすべり易い場合は、腕
が物体にからみつく前に物体が動いてしまい物体上つか
むことができない。すなわち各節の長さをＬ（ｍ）、物
体の重きをＭ（ｋａｒ）、床と物体の静止摩擦係数をμ
とすると、駆動装置にかかるトルクＴ Ｋ（１（ｇｒ
ｍ２／Ｓ” ）はＴＫ＜Ｔｔ ・・・・・・・・・ （
１）であるから、物体をつかめる物体と床の条件は、Ｔ
ｔのトルクが節にかかつている時に物体が動がなければ
よいから（関節における摩擦はないものとする） ここに、 ｇ （ｋｇｒｍ／Ｓ２） ：重力加速度とな
る。
また５節によって関節を曲げる速度を変え、支柱に近い
節の関節を曲げる速度を上げると、第１６図に示すよう
に、ロボットから遠くにある物体もつかむことができる
が、逆に、支柱から離れている節の関節を曲げる速度を
上げると、近くの物体だけをつかむことができる。さら
に、スタート信号に各節が関節を曲げる速度のパターン
を付与することによって、適時、つかみ方のパターンを
変えることができる。なお、第１６図の点線は先端の方
の関節を曲げる速度を上げた時の腕の先端の軌跡、一点
鎖線は、支柱１６０００に近い節の速度を上げた時の腕
の先端の軌跡を示す。また、各節が自分のとなシの節と
伝送路を通じて情報を交換し、各節で駆動装置にかかる
トルクが一定トルクＴｔｉ起えたら、この情報を次の節
（腕の先端に近い方の節〕に伝え、この情報によシ次の
節が関節を曲げる速度を上げることによって、より効率
的に物体をつかむことができる。すなわち、第１７図に
示すように、節１７００２が物体６０００とぶつかるこ
とによシ節１７００２〜１７０１５は１４以上のトルク
を検知して関節を曲げるのをやめると同時に、次の節（
たとえば、節１７００６なら節１７００５）に関節を曲
げるのをやめたことを伝える。ここで節１７００１〜１
７０１４までの各節は関節を曲げる速度を上げようとす
るが、節１７００２〜１７０１４はすでに駆動装置にが
かるトルクがＴｚｉ超えているので、これ以上関節は曲
げないが、節１７００１はまだＴｔを超えていないので
第１７図のように、節１７００１で折れるようにして曲
が９、最終的には第１８図のように物体をつかむことが
できる。
節の関節を曲げる速度を上げると、第１６図に示すよう
に、ロボットから遠くにある物体もつかむことができる
が、逆に、支柱から離れている節の関節を曲げる速度を
上げると、近くの物体だけをつかむことができる。さら
に、スタート信号に各節が関節を曲げる速度のパターン
を付与することによって、適時、つかみ方のパターンを
変えることができる。なお、第１６図の点線は先端の方
の関節を曲げる速度を上げた時の腕の先端の軌跡、一点
鎖線は、支柱１６０００に近い節の速度を上げた時の腕
の先端の軌跡を示す。また、各節が自分のとなシの節と
伝送路を通じて情報を交換し、各節で駆動装置にかかる
トルクが一定トルクＴｔｉ起えたら、この情報を次の節
（腕の先端に近い方の節〕に伝え、この情報によシ次の
節が関節を曲げる速度を上げることによって、より効率
的に物体をつかむことができる。すなわち、第１７図に
示すように、節１７００２が物体６０００とぶつかるこ
とによシ節１７００２〜１７０１５は１４以上のトルク
を検知して関節を曲げるのをやめると同時に、次の節（
たとえば、節１７００６なら節１７００５）に関節を曲
げるのをやめたことを伝える。ここで節１７００１〜１
７０１４までの各節は関節を曲げる速度を上げようとす
るが、節１７００２〜１７０１４はすでに駆動装置にが
かるトルクがＴｚｉ超えているので、これ以上関節は曲
げないが、節１７００１はまだＴｔを超えていないので
第１７図のように、節１７００１で折れるようにして曲
が９、最終的には第１８図のように物体をつかむことが
できる。
また、つかんだ物体を離す時には、伝送路を通してリセ
ット信号を各節に伝えることにより、各節が自律的に関
節を伸ばすことによって行なえる。
ット信号を各節に伝えることにより、各節が自律的に関
節を伸ばすことによって行なえる。
また、多数の腕の構成法には第１９図に示すように、腕
から枝状に腕を出すことによっても行うことができる。
から枝状に腕を出すことによっても行うことができる。
以上述べた本発明により、つかもうとする物体の全体認
識なしに、複数の種々の形、太き埒の物体をつかむこと
ができる。また、それぞれの関節が同一機能を持つため
に、腕の長さの拡張・縮少、腕の組み合せの変化を自由
に、各節のハード・ソフトの変更なく行なうことができ
る。埒らに、故障がおき、関節が動かなくなった場合で
も、ロボット全体（はダウンすることなく、所定の機能
を実行できる。１だ、腕の中での節（関節）の位置によ
って関節節を曲げる速度を変えることにより、つかもう
とする物体の存在する範囲を限定してつかむことができ
る。
識なしに、複数の種々の形、太き埒の物体をつかむこと
ができる。また、それぞれの関節が同一機能を持つため
に、腕の長さの拡張・縮少、腕の組み合せの変化を自由
に、各節のハード・ソフトの変更なく行なうことができ
る。埒らに、故障がおき、関節が動かなくなった場合で
も、ロボット全体（はダウンすることなく、所定の機能
を実行できる。１だ、腕の中での節（関節）の位置によ
って関節節を曲げる速度を変えることにより、つかもう
とする物体の存在する範囲を限定してつかむことができ
る。
第１図は実施例で取り上げるロボットの上からの概観図
、第２Ａ、第２Ｂ図は節（関節部）の上面図・側面図、
第３図は関節部の動作図、第４図は各節の暢′成図、第
５図はコントローラーの構成図、第６．７，８，９，１
０，１２，１４．１５図はロボットの動作を示す図、第
１１図は動作のアルゴリズムを示す図、第１３図は故障
した時の動作を示す図、第１６図はロボットの腕の動く
軌跡を示す図、第１７．１８図は関節を曲げる速さを変
えた時の１本の腕の動作を示す図、第１９図は多数の腕
の構成図である。 １０００・・・ロボットの腕をささえる支柱、１０１〜
１３６・・・ロボットの腕、１２００〜１２０５．２０
０１〜２００４．２０１１〜２０１４．３０００〜３０
０５゜３０１０〜３０１５・・・腕を構成する節、４０
００・・・伝送路、４００１・・・コントローラー、４
００２・・・サーボ、４００３・・・サーボモーター、
４００４・・・トルクセンサ＋、５００１・・・処理装
置、５０００，５００２．５００３・・・インターフェ
イス、１４００・・・ロボット本体、６０００．１４０
０１，１４００２．１４００３・・・つかもう第 ｌ
図 第 ２ 口 （八） （Ｂ） 第 ４ 図 第 ５ 図 ４００４〜４００２ ヘ 第 ６ 口 第 ７ 目 第 ３ 図 第 ９ 図 第 １０ 区 第 ７１ 回 第 ｔ２ 図 第 ７３ 菌 羊 ７４ 国 第 １５ 図 第 ７６ 園 ／６００Ｑ 第 ７７ 口 つＯ７ り０２ ／６００ 第 ／８ ロ
、第２Ａ、第２Ｂ図は節（関節部）の上面図・側面図、
第３図は関節部の動作図、第４図は各節の暢′成図、第
５図はコントローラーの構成図、第６．７，８，９，１
０，１２，１４．１５図はロボットの動作を示す図、第
１１図は動作のアルゴリズムを示す図、第１３図は故障
した時の動作を示す図、第１６図はロボットの腕の動く
軌跡を示す図、第１７．１８図は関節を曲げる速さを変
えた時の１本の腕の動作を示す図、第１９図は多数の腕
の構成図である。 １０００・・・ロボットの腕をささえる支柱、１０１〜
１３６・・・ロボットの腕、１２００〜１２０５．２０
０１〜２００４．２０１１〜２０１４．３０００〜３０
０５゜３０１０〜３０１５・・・腕を構成する節、４０
００・・・伝送路、４００１・・・コントローラー、４
００２・・・サーボ、４００３・・・サーボモーター、
４００４・・・トルクセンサ＋、５００１・・・処理装
置、５０００，５００２．５００３・・・インターフェ
イス、１４００・・・ロボット本体、６０００．１４０
０１，１４００２．１４００３・・・つかもう第 ｌ
図 第 ２ 口 （八） （Ｂ） 第 ４ 図 第 ５ 図 ４００４〜４００２ ヘ 第 ６ 口 第 ７ 目 第 ３ 図 第 ９ 図 第 １０ 区 第 ７１ 回 第 ｔ２ 図 第 ７３ 菌 羊 ７４ 国 第 １５ 図 第 ７６ 園 ／６００Ｑ 第 ７７ 口 つＯ７ り０２ ／６００ 第 ／８ ロ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、駆動装置とそのコントロール装置からなる多関節ロ
ボットにおいて、多関節に同一機能のコントロール装置
と駆動装置を設け、中央からの指令でなく各関節が独自
に動き連係して物体にからみつくことにより物体をつか
むことを特徴とする多関節ハンドリング方式。 ２、％許請求範囲第１項記載の多関節ロボットにおいて
、複数の腕を構成し物体をつかむことを特徴とするハン
ドリング方式。 ３、特許請求範囲第２項記載のハンドリング方式におい
て、それぞれの腕の長さを変えることを特徴とするロボ
ットのハンドリング方式。−４、特許請求範囲第１項記
載のハンドリング方式において、各関節にトルクセンサ
ーを設は駆動装置にかかるトルクを検知し、各関節に一
定値以上のトルクがかかるまで関節を曲げつづけること
により物体をつかむことを特徴とするハンドリング方式
。 ５、特許請求範囲第４項記載のノ・ンドリンク方式にお
いて、各関節を曲げる速さを腕の部分によって変えるこ
とを特徴とするノ・ンドリンク方式。 ６、特許請求範囲第５項記載のノ・ンドリンク方式にお
いて、節が一定値以上のトルクを検知して、関節を曲げ
るのをやめたことを次の節に伝送し、次の節の関節を曲
げる速度を上げることを特徴とするハンドリング方式。 ７、特許請求範囲第２項記載のハンドリング方式におい
て、腕から枝状に次の腕を出すことにより複数の腕を構
成し物体をつかむことを特徴とするハンドリング方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58186734A JPH0615152B2 (ja) | 1983-10-07 | 1983-10-07 | 多関節ロボット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58186734A JPH0615152B2 (ja) | 1983-10-07 | 1983-10-07 | 多関節ロボット |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6080592A true JPS6080592A (ja) | 1985-05-08 |
| JPH0615152B2 JPH0615152B2 (ja) | 1994-03-02 |
Family
ID=16193708
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58186734A Expired - Lifetime JPH0615152B2 (ja) | 1983-10-07 | 1983-10-07 | 多関節ロボット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0615152B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05318343A (ja) * | 1992-05-14 | 1993-12-03 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 組織型群制御ロボット |
| JP2019188546A (ja) * | 2018-04-26 | 2019-10-31 | 国立大学法人岐阜大学 | ロボットハンドの把持方法 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9022229B2 (en) | 2012-03-09 | 2015-05-05 | General Electric Company | Composite membrane with compatible support filaments |
| US8999454B2 (en) | 2012-03-22 | 2015-04-07 | General Electric Company | Device and process for producing a reinforced hollow fibre membrane |
| CN104669292B (zh) * | 2015-03-28 | 2016-04-27 | 哈尔滨工业大学 | 一种有凸起气囊的螺旋缠绕式充气抓捕手 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51124787A (en) * | 1975-04-24 | 1976-10-30 | Yamatake Honeywell Co Ltd | A fixing of rotational force in a rotational transmission system and t he control apparatus |
| JPS5816997A (ja) * | 1981-07-20 | 1983-01-31 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 船舶の自動位置制御装置 |
-
1983
- 1983-10-07 JP JP58186734A patent/JPH0615152B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
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| JPS51124787A (en) * | 1975-04-24 | 1976-10-30 | Yamatake Honeywell Co Ltd | A fixing of rotational force in a rotational transmission system and t he control apparatus |
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| JP2019188546A (ja) * | 2018-04-26 | 2019-10-31 | 国立大学法人岐阜大学 | ロボットハンドの把持方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0615152B2 (ja) | 1994-03-02 |
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| CN103203739B (zh) | 并联机构 | |
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