JPS6171986A - Measurement system of external force - Google Patents

Measurement system of external force

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JPS6171986A
JPS6171986A JP18878184A JP18878184A JPS6171986A JP S6171986 A JPS6171986 A JP S6171986A JP 18878184 A JP18878184 A JP 18878184A JP 18878184 A JP18878184 A JP 18878184A JP S6171986 A JPS6171986 A JP S6171986A
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center
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増井 知幸
平林 久明
浩一 杉本
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Hitachi Ltd
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、力センサが装着されたロボットにおける外力
測定方式に係シ、特に最終作用素の変更やその位置姿勢
の変化に対しても同一の測定原理によって最終作用素に
外部から作用する力、モーメントを演11足し得る外力
測定方式に関するもので3頁 ある。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a method for measuring external force in a robot equipped with a force sensor, and in particular, the present invention relates to a method for measuring external force in a robot equipped with a force sensor, and in particular, the same measurement method is applied even when the final operator is changed or its position and orientation are changed. It has 3 pages and is about an external force measurement method that can add 11 forces and moments that act on the final operator from the outside according to the principle.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

これまでロボットに装着された力センサによるカフィー
ドバック制御は直接教示などに利用されているが、最終
作用素に作用する外力の測定方法は何れもそのロボット
に装着されている最終作用素に固有なものとなっている
。即ち、最終作用素が変更された場合やその位置姿勢が
変化した場合には、同一の測定方法をそのまま適用し得
ないというわけである。なお、ここにいう最終作用素と
は、力センサを除くアーム先端部分を総称し、ハンド自
体は勿論のこと、これに把握された対称物などを含むも
のとして定義される。
Until now, force feedback control using force sensors attached to robots has been used for direct teaching, etc., but any method for measuring the external force acting on the final operator is unique to the final operator attached to the robot. It has become. That is, if the final operator is changed or its position and orientation are changed, the same measurement method cannot be applied as is. Note that the final operator herein refers to the tip end of the arm excluding the force sensor, and is defined as including not only the hand itself but also objects grasped by the hand.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

よって本発明の目的は、最終作用素が変更されても、ま
た、その位置姿勢が変化しても同一の方法を適用して最
終作用素への外力を測定し得る外力測定方式を供するに
ある。
Therefore, an object of the present invention is to provide an external force measurement method that can measure external force on a final operator by applying the same method even if the final operator is changed or its position and orientation are changed.

〔発明の概讐〕[Overview of the invention]

この目的のため本発明は、最終作用素の重量とその重心
位置が未知数として含まれている理論上の値と、力セン
サによって検出された実際の値とを比較することによっ
てその重量と重心位置を求めたうえ、これら重量、重心
位置と更には最終作用素の位置姿勢および力センサ出力
とにもとづき最終作用素に外部から作用する力、モーメ
ン)1求めるようにしたものである。
For this purpose, the present invention calculates the weight and center of gravity of the final operator by comparing the theoretical values, in which the weight and the center of gravity are included as unknowns, with the actual values detected by the force sensor. In addition, the force (moment)1 acting externally on the final operator is calculated based on the weight, the center of gravity position, the position and orientation of the final operator, and the output of the force sensor.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明を第1図から第6図により説明する。 The present invention will be explained below with reference to FIGS. 1 to 6.

先ず力センサが装着された多自由度ロボットについて説
明する。第1図はその外観構成を示したものであり、図
示の如くアーム1先端には力センサ2を介しハンド3が
取付されるようにしてなる。
First, a multi-degree-of-freedom robot equipped with a force sensor will be explained. FIG. 1 shows its external configuration, and as shown in the figure, a hand 3 is attached to the tip of an arm 1 via a force sensor 2.

この場合力センサ2は任慧方向の並進力とセンサに固定
した点まわυの回転モーメントを検出可能であυ、力、
モーメントQS−(FsIlx、F8Ily、F晶。
In this case, the force sensor 2 can detect the translational force in the direction of rotation and the rotational moment around a point υ fixed to the sensor.
Moment QS-(FsIlx, F8Ily, F crystal.

M8Ill、 、 M、8.、 、 M、B、 )とセ
ンナ出力V8: (V84 、 ・。
M8Ill, , M,8. , , M, B, ) and senna output V8: (V84, ・.

vst ) (t〉6 )とはセンサの剛性マトリクス
[A)によって以下のように関係づけられる。
vst ) (t>6) is related to the stiffness matrix [A) of the sensor as follows.

−5−頁 vs−[A:螺          ・・・・・・(1
)但し、[A)は2行6列の行列であシ、tはセンナ出
力のチャンネル数である。
-5-page vs- [A: Screw ・・・・・・(1
) However, [A] is a matrix with 2 rows and 6 columns, and t is the number of channels of the senna output.

式(11はまた[A)の類似逆行列[A+:l *用い
以下のように変形され得る。
Equation (11) can also be transformed as follows using the analogous inverse matrix [A+:l* of [A].

可=〔t〕8     ・・・・・・(2)但し、C”
 13−([A)’ [A〕)−1[A)’であシ、〔
A)1、[A〕−1はそれぞれ〔A〕の転置行列、逆行
列を示す。
Possible=[t]8 ・・・・・・(2) However, C”
13-([A)'[A])-1[A)'Ashi, [
A) 1 and [A]-1 represent the transposed matrix and inverse matrix of [A], respectively.

第2図はハンドとその周辺、更にはロボット基部に固定
した各種座標系を示したものである。座標系8b−マb
ib讐す1石S−マSワS78.ひ−マhワh讐りはそ
れぞれロボット基部、力センサ、ハンドに固定された座
標系(以下、それぞれの座標系をB系、B系、H系と称
す)を示すものとなっている。なお、図中においてih
はH系からみたB系の原点の位置ベクトルを、また、7
h 、 ?1 、 百りはH系からみたS     S
     S B系のX −yv Z軸方向の単位ベクトルを、更にQ
、a、JはH系からみたB系のX + 7 + Z軸方
向の単位ベクトルである。
FIG. 2 shows various coordinate systems fixed to the hand, its surroundings, and the base of the robot. Coordinate system 8b-ma b
ib revenge 1 stone S-maSwa S78. The robot base, the force sensor, and the hand are respectively fixed to coordinate systems (hereinafter, the respective coordinate systems are referred to as B system, B system, and H system). In addition, in the figure, ih
is the position vector of the origin of the B system as seen from the H system, and 7
H,? 1. Hundred is SS from the perspective of H system
The unit vector in the X - yv Z axis direction of the S B system is further expressed as Q
, a, and J are unit vectors in the X + 7 + Z axis direction of the B system as seen from the H system.

第3図は対象物(ワーク)を含めたハンドの重6百 愈とその重心位置を求めるためのブロック構成を示した
ものである。
FIG. 3 shows a block configuration for determining the weight of the hand including the object (work) and the position of its center of gravity.

ここでB系からみた重力方向の単位ベクトルW5b  
    bbb をug  ”gx ’ ugy ’ ugz)とした場
合、H系からみた重力方向の単位ベクトルHpは以下の
ように表される。
Here, the unit vector W5b in the direction of gravity seen from the B frame
When bbb is ug ``gx 'ugy' ugz), the unit vector Hp in the direction of gravity seen from the H system is expressed as follows.

uD ” ugx i’4 ” ugy gD ” 呟
J  ””・・(Jlまた、ハンドの重1(il−W、
H系からみた〕翫ンドの重心の位置ベクトルをilすれ
ば、H系からみたハンド自重による方陣、モーメント陣
は以下のようになる。
uD `` ugx i'4 '' ugy gD '' murmur J ''''... (Jl Also, the weight of the hand is 1 (il-W,
If the position vector of the center of gravity of the hand as seen from the H system is il, the square and moment formation due to the weight of the hand as seen from the H system are as follows.

Q=w習R・・・・・・(4) ξ= Mh ×−■      ・・・・・・(5)式
(5)は3行3列の行列によシ更に以下のように変形さ
れる。
Q=wXR・・・(4) ξ= Mh×−■・・・・・・(5) Equation (5) can be further transformed into a matrix of 3 rows and 3 columns as follows. Ru.

hhh  はそれぞれ習RのX * yv但し、ugx
 l ugy + ug77頁 2方向数分である。
hhh is XiR's X * yv, however, ugx
Lugy + ug 77 pages in 2 directions.

一方、力センサによって検出されたS系での力、モーメ
ントをそれぞれF’:’ 、 M:’とすれば、それら
をH系からみた場合以下のように表される。
On the other hand, if the force and moment in the S system detected by the force sensor are respectively F':' and M:', when viewed from the H system, they are expressed as follows.

廼′−FB′い+p 8’ 、h + F B’百h 
・・・・・・(7)s     sxs    sys
    sz   s副’ = M:′x7h + M
、8′yih + M、8’、 p + p h X 
ph’・・・・・・(8)但し、is/ 、 Fs/ 
、 Fs/はそれぞれis/のX * yrsx   
  sy    sz             s2
方方向弁であり、M:′x4 M:/y1M:’zはそ
れぞれM”のX・7 + Z方向成分である。
廼′−FB′い+p8′、h+FB′100h
・・・・・・(7)s sxs sys
sz s sub' = M:'x7h + M
, 8'yih + M, 8', p + p h X
ph'・・・・・・(8) However, is/, Fs/
, Fs/ is the X * yrsx of is/, respectively
sy sz s2
It is a directional valve, and M:'x4 M:/y1M:'z are the X·7+Z direction components of M'', respectively.

また、力センサによって検出された、ハンド自重による
力、モーメントをH系からみてそれぞれih’ 、 ”
4’とし、そのときのセンサ出力Vgと式(2)。
In addition, the force and moment due to the weight of the hand detected by the force sensor are ih' and ``, respectively, from the H system.
4', the sensor output Vg at that time and equation (2).

(7) 、 (8)よシ以下の式(9)〜αυが成立す
る。
(7) and (8) The following equations (9) to αυ hold true.

h’  a11a’  h  tl  h  、、、0
.、QO)Fg −Fgx fs +Fgy gs +
Fgz hs町= yr:′xt’: +yrj′yg
’: + yr八へ +d x y’j’ ・・・・・
・(11)但し、Fj’ 、 Mj’はそれぞれS系か
らみたハンドMg’y ’ M八はMB’のX+ yr
 Z方向成分を示す。
h'a11a' h tl h ,,0
.. , QO)Fg −Fgx fs +Fgy gs +
Fgz hs town = yr:'xt': +yrj'yg
': + to yr8 +d x y'j'...
・(11) However, Fj' and Mj' are each hand Mg'y ' from the S system, and M8 is X+yr of MB'.
Indicates the Z direction component.

ところで、式(4) 、 (5)における柚9強と式α
1.(1υにおける7W、ξ′との関係は以下のようで
ある。
By the way, Yuzu 9 strength and formula α in formulas (4) and (5)
1. (The relationship between 7W and ξ′ at 1υ is as follows.

「h−戸′           ・・・・・・a4 
   g ii’−ゆ′           ・・・・・・0り
したがって、ハンド自重による力、モーメントに関して
は以下の式(+4) 、 Q5)が成立することになる
"h-door'...a4
g ii' - y' . . . 0 Therefore, the following formula (+4), Q5) holds true regarding the force and moment due to the hand's own weight.

叱−一碩         ・・・・・・a荀よって、
ハンドの姿勢(f”n(n〉2)面質化させるとすれば
、各りの姿勢におけるセンサ出力とハンドの姿勢からn
組の式(14) 、 a!19が成立するところとなる
ものである。
Scolding - Isshuo...A Xun said,
If the hand posture (f”n (n〉2)) surface quality is to be obtained, n
The set of equations (14), a! 19 is established.

一−−−頁 即ち、式H,αDは一般に以下のように表現される。1---page That is, formulas H and αD are generally expressed as follows.

Fg = [:Bl) w            ・
・・・・・(1秒yrQ = w [c) ”’4  
       ・・−・・−(19h w + dgを未知数とすれば、式(181、Hは一般
に不能であるが、最小2乗解を考えればW、“吐は〕・
ンド重童、重心位置である。したがって、式aQよりハ
ンド重量は以下のように求められる。
Fg = [:Bl) w ・
・・・・・・(1 second yrQ = w [c) ”'4
・・・・−(19h If w + dg is an unknown quantity, Equation (181, H is generally impossible, but if we consider the least squares solution, W, “vomit is”)
This is the position of the center of gravity. Therefore, the hand weight can be obtained from equation aQ as follows.

W : [B+) Fi          ・・・・
・・翰10   了1 但し、[B’:]−([B’:l [B])  [B)
  である。
W: [B+) Fi...
・・翰10 了1 However, [B':] - ([B':l [B]) [B]
It is.

また、n面変化させたハンドの姿勢のうち何れの2つの
姿勢についてもH系よシみた重力方向ベクトルが平行で
ないようにn回姿勢を変化させるものとずれば、式(1
G、 (21よυ重心位置は以下のように求められるこ
とになる。
In addition, if we change the posture n times so that the gravitational direction vectors seen from the H system are not parallel for any two postures among the postures of the hand changed in n planes, we can use the equation (1
G, (21) The position of the center of gravity can be found as follows.

ah = # [C+:]4輪     ・・・・・・
01)但し、[c+)= ([:c)’(C] )−’
[c〕’ である。
ah = # [C+:] 4 wheels...
01) However, [c+)= ([:c)'(C] )-'
[c]'.

なお、上記各式と第3図における主要演算ブロックとの
関係について簡単に説明すれば、演算ブロック111〜
】1nでは式(3)に示す演算が、また、演算ブロック
121〜12nでは式(9)に示す演算が、更に演算ブ
ロック131〜13nでは式OI、0υに示す演算が行
なわれるものとなっている。演算ブロック14では式翰
に示す演算が、演算ブロック15ではまた式(21)に
示す演算が行なわれるわけである。
In addition, to briefly explain the relationship between each of the above formulas and the main calculation blocks in FIG.
] 1n performs the calculation shown in equation (3), calculation blocks 121 to 12n perform the calculation shown in equation (9), and calculation blocks 131 to 13n perform the calculation shown in equations OI and 0υ. There is. In the calculation block 14, the calculation shown in equation (2) is performed, and in the calculation block 15, the calculation shown in equation (21) is also performed.

第4図はハンドに作用するカカ、モーメントを求めるた
めのブロック構成を示したものである。
FIG. 4 shows a block configuration for determining force and moment acting on the hand.

第5図に示すようにハンド3に外力F。、モーメン11
−頁 はS糸からみて式(2)よp以下のようになる。
As shown in FIG. 5, an external force F is applied to the hand 3. , Momen 11
- The page becomes p or less according to equation (2) when viewed from the S thread.

これらFSIMS はまたH系よりみて式(力、(8)
によシ以下のように変換される。
These FSIMS are also expressed by the equation (force, (8)
It is converted as follows.

ph = FEI ill + pg gh + F8
 p、、、、、、 (23xs    ys    z
s 1=M870+吋■+Maq十迎×柚 ・・・・・・(
24)但し、F嬰、2塁、標はそれぞれp8のX * 
y+2方向成分を、また、Mx e % l M:はそ
れぞれMlにのX + ys z方向成分を示す。
ph = FEI ill + pg gh + F8
p, ,,,, (23xs ys z
s 1 = M870 + 吋■ + Maqjuki x Yuzu ・・・・・・(
24) However, F-Ying, 2nd base, and the mark are each X on p8 *
y+2 direction component, and Mx e % l M: indicates the X + ys z direction component of Ml, respectively.

一方、センサによって検出される力鍾、モーメント酢は
外力恥、モーメント訃とハンド自重による力4、モーメ
ント棟とからなる。
On the other hand, the force and moment detected by the sensor consist of an external force, a moment, a force 4 due to the hand's own weight, and a moment.

剋−i + ph          ・・・・・・(
2句g 1=舛十強       ・二ce ここでハンド自重による力4、モーメント強は・・ンド
重量ws’lj心位置■、ハンド姿勢および重力方向よ
シ式(3)〜(5)によυ求められるものとなっている
。したがって、式(25) 、 (26)よシハンドに
作用するカミ、モーメント沁は以下のように求められる
ものである。
剋−i + ph・・・・・・(
2 clauses g 1 = 100 degrees ・2ce Here, the force 4 due to the hand's own weight and the moment force are . υ has become something that is sought after. Therefore, according to equations (25) and (26), the force and moment acting on the hand can be obtained as follows.

一−V−廼         叫・・(5)e    
     g 副−1h−棟       ・・・・・・(ハ)なお、
第4図において演算ブロック21では式(221に示す
演算が、また、演算ブロックnでは式(ハ)。
1-V-廼 Scream...(5)e
g Sub-1h- Building ・・・・・・(c) Furthermore,
In FIG. 4, the calculation block 21 performs the calculation shown in equation (221), and the calculation block n performs the calculation shown in equation (c).

C24)に示す演算が行なわれるようになっている。更
に演算ブロックnでは式(3)にもとづ1!!碩が求め
られ、この■には演算ブロック冴でVlz  →が式(
4) 、 (51に示す如く作用することによって願0
強が求められるよう罠なっている。減算器5では廼。
The calculation shown in C24) is performed. Furthermore, in calculation block n, 1! based on equation (3)! !碩 is calculated, and in this ■, Vlz → is expressed as the formula (
4) , (by acting as shown in 51)
It has become a trap that requires strength. Subtractor 5 is 廼.

いよp ?1. 、4が差し引かれることによって柚。Yay p? 1. , Yuzu by subtracting 4.

川が求められるわけである。The river is needed.

第6図はロボットに対する制御駆動系の構成を示したも
のである。本発明を実施するに際してはハンド3が何物
をも把持していない状態で、あるいは何等かのワークを
把持した状態でティーチン−13−x グペンダント31が操作され、ハンド3には適当な位置
姿勢がとらされるようになっている。この場合ハンド3
の姿勢を示すベクトル”j: 、い、Qは変位検出器(
エンコーダ)(図示せず)によって検出されたアクチュ
エータの変位よ探求められるが、これはロボット制御装
置32における記憶回路に記憶されるようになっている
。これに併せて同時に力センサ2の出力も記憶させるよ
うにするものである。この後頁にハンド3の位置姿勢を
変えつつティーチングペンダント31が複数回操作され
、各操作でのハンドの位置姿勢、センサ出力が記憶され
るようにするが、これによシハンド30重量と重心位置
を求め得るものである。ハンド3と力センサ2との位置
姿勢関係を示すベクトルph 、 ′?l。
FIG. 6 shows the configuration of the control drive system for the robot. When carrying out the present invention, the teaching pendant 31 is operated with the hand 3 holding nothing or a workpiece of some kind, and the hand 3 is placed at an appropriate position. The posture is now forced. In this case hand 3
vector indicating the attitude of ``j: , Q is the displacement detector (
The displacement of the actuator detected by an encoder (not shown) is stored in a memory circuit in the robot controller 32. At the same time, the output of the force sensor 2 is also stored. In the following pages, the teaching pendant 31 will be operated multiple times while changing the position and orientation of the hand 3, and the position and orientation of the hand and sensor output for each operation will be memorized. can be found. A vector ph, ′? indicating the position/posture relationship between the hand 3 and the force sensor 2? l.

    B a I hR+ uにはロボットの仕様、据付位置によ
シ予め定まることから、上記操作の度に得られた位置姿
勢、力センサ2の出力よシ第3図に従いハンド30重量
とその重心位置が求められるものである。なお、ハンド
3に対する位置姿勢の操作は予めプログラムしておいて
もよい。
Since B a I hR+ u is determined in advance by the specifications of the robot and the installation position, the position and orientation obtained each time the above operation is performed, the output of the force sensor 2, the weight of the hand 30 and its center of gravity according to Fig. 3. is what is required. Note that the position and orientation operations for the hand 3 may be programmed in advance.

14 −。14-.

ハンド3の重量とその重心位置が求められた後、ティー
チングペンダント31やプログラム指令によシロボット
が作業を行なう際でのハンド3に加わる外力は、アクチ
ュエータの変位よ探求められるハンドの姿勢と、力セン
サ出力とから第4図に従い求められるものである。なお
、第6図中符号33はサーボアンプを示す。
After the weight of the hand 3 and the position of its center of gravity are determined, the external force applied to the hand 3 when the robot performs work according to the teaching pendant 31 or program commands is determined by the posture of the hand, which can be found from the displacement of the actuator, and This is obtained from the force sensor output according to FIG. Note that the reference numeral 33 in FIG. 6 indicates a servo amplifier.

このようにハンドの種類やその位置姿勢が変更されたと
しても全く同一の方法で力センサの出力とハンドの位置
姿勢よシ容易に外力、モーメントが知れる。ffOち、
ハンド変更に伴う外力測定方法の変更が不要であplま
た、ハンドの重心位置測定などといった取付前の処理が
不要とされるものである。したがって、ロボットアーム
の先端に取付されるハンドが変換される場合や、ハンド
がシールを把持した状態で作業を行なう場合でもハンド
の姿勢を少なくとも2回変えるだけで外力を求めるに必
要とされる重量とその重心位置が知れ、作業中でのハン
ド、シールの交換が容易となる。
In this way, even if the type of hand and its position and orientation are changed, the external force and moment can be easily determined based on the output of the force sensor and the position and orientation of the hand using exactly the same method. ffOchi,
There is no need to change the external force measurement method when changing the hand, and there is no need to perform pre-installation processing such as measuring the center of gravity position of the hand. Therefore, even if the hand attached to the tip of the robot arm is converted, or if the hand is working while gripping a seal, the weight required to determine the external force can be reduced by changing the posture of the hand at least twice. Since the position of the center of gravity is known, it is easy to replace the hand and seal during work.

また、例えばはめ合い作業に必要とされるワークの受け
る反力のみをリアルタイムに検出可能であシ、カフィー
ドバック制御が容易に行ない得ることになる。
In addition, it is possible to detect in real time only the reaction force required for fitting work, for example, which is applied to the workpiece, and feedback control can be performed easily.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明による場合は、ハンドやその
位置姿勢が変更されたとしても同一の方法で以てハンド
に作用する外力、モーメントラ容易に測定し得るという
効果がある。
As explained above, the present invention has the advantage that even if the hand or its position/orientation is changed, the external force or moment acting on the hand can be easily measured using the same method.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、力センサが装着された多自由度ロボットの外
観構成を示す図、第2図は、ロボットの各部分に固定し
た座標系を説明するための図、第3図は、ワークを含め
たハンドの重量とその重心位置を求めるためのブロック
構成を示す図、第4図は、ハンドに作用する外力、そ−
メントを求めるためのブロック構成を示す図、第5図は
、ハンドに作用する外力、モーメントを説明するための
図、第6図は、制御駆動系の構成をロボットとともに示
す図である。 1・・・アーム、2・・・力センサ、3・・・ハンド。 第1図 第4図 第5図
Figure 1 is a diagram showing the external configuration of a multi-degree-of-freedom robot equipped with a force sensor, Figure 2 is a diagram to explain the coordinate system fixed to each part of the robot, and Figure 3 is a diagram showing the coordinate system fixed to each part of the robot. Figure 4 shows the block configuration for determining the weight of the hand and the position of its center of gravity.
FIG. 5 is a diagram illustrating the external force and moment acting on the hand, and FIG. 6 is a diagram showing the configuration of the control drive system together with the robot. 1...Arm, 2...Force sensor, 3...Hand. Figure 1 Figure 4 Figure 5

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、任意方向の力および基準点まわりのモーメントが検
出可とされた力センサを介し、アームに取付された最終
作用素に作用する力、モーメントを測定する方式であっ
て外部より力、モーメントが作用しない状態において、
最終作用素の重量と重心位置が未知数として含まれてい
る理論上での力、モーメントの値と、力センサによって
検出された実際の力、モーメントの値とを比較すること
によって上記重量と重心位置を求めた上、該重量および
重心位置、上記最終作用素の位置姿勢および上記力セン
サの出力にもとづき最終作用素に外部から作用する力、
モーメントを求めることを特徴とする外力測定方式。 2、最終作用素の重量と重心位置は、該作用素の位置姿
勢を変えることによって得られる位置姿勢対応の理論上
での力、モーメントの値と、力センサによって検出され
る位置姿勢対応の力、モーメントの値との比較より求め
られる特許請求の範囲第1項記載の外力測定方式。 3、最終作用素に外部から作用する力、モーメントは、
力センサによって検出された最終作用素に作用する力、
モーメントより該作用素の自重による力、モーメントを
差し引くことによって求められる特許請求の範囲第1項
記載の外力測定方式。 4、位置姿勢対応の理論上での力、モーメントの値と、
力センサによって検出される位置姿勢対応の力、モーメ
ントの値とは最終作用素の重量、重心位置についての連
立方程式とされたうえ、最小2乗解として上記重量およ
び重心位置が求められる特許請求の範囲第2項記載の外
力測定方式。
[Claims] 1. A method for measuring the force and moment acting on the final operator attached to the arm through a force sensor capable of detecting force in any direction and moment around a reference point, which is external. In a state where no force or moment is applied,
The weight and center of gravity position of the final operator are calculated by comparing the theoretical force and moment values, which include the weight and center of gravity position as unknowns, with the actual force and moment values detected by the force sensor. a force acting on the final operator from the outside based on the weight and center of gravity position, the position and orientation of the final operator, and the output of the force sensor;
An external force measurement method characterized by determining moments. 2. The weight and center of gravity position of the final operator are determined by the theoretical force and moment values corresponding to the position and orientation obtained by changing the position and orientation of the operator, and the force and moment corresponding to the position and orientation detected by the force sensor. The external force measurement method according to claim 1, which is determined by comparing with the value of . 3. The force and moment acting on the final operator from the outside are:
the force acting on the final operator detected by the force sensor,
The external force measurement method according to claim 1, wherein the external force measurement method is obtained by subtracting the force and moment due to the weight of the operator from the moment. 4. Theoretical force and moment values corresponding to position and orientation,
The force and moment values corresponding to the position and orientation detected by the force sensor are defined as simultaneous equations regarding the weight of the final operator and the position of the center of gravity, and the weight and the position of the center of gravity are obtained as a least squares solution. External force measurement method described in Section 2.
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