JP2006159359A - 超冗長自由度ロボットの動作制御方法 - Google Patents
超冗長自由度ロボットの動作制御方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】 ロボット2は、自由度4の胴体部21と、自由度7のアーム部22,23を備えた超冗長自由度を有している。ロボット2の動作を決定するにあたり、まず、複数の胴体動作パターンを設定し、各胴体動作パターンに対して、胴体部21が起立状態を維持しうる胴体部21の関節の最大可動角を求める。この胴体動作パターンに対するアーム部22,23の作業可能領域を求め、作業可能領域と作業対象物体の位置情報に基づいて、ロボット2の動作を決定する。
【選択図】 図1
Description
mi:i番目のリンクの質量
[xi、yi、zi]:i番目のリンクの質心位置
上記(1)式および(2)式に第二胴体関節21Bの関節角度を変えて代入した計算結果を図6に示す。ここで、ロボット2を第二胴体関節21B周りに回転させるとき、x軸方向においてZMPは変化するがy軸方向には変化しない。このため、図6にはx軸方向においてもZMPの位置xzmpのみを示す。図6に示される第二胴体関節21Bの関節角度θ2とZMPの位置xzmpとの関係、およびロボット2の安定領域の定義により、図3(b)に示す第二動作パターンにおけるロボット2が転倒に対して不安定となる第二胴体関節21Bの最大可動角を決定することができる。具体的には、たとえばx軸方向における安定領域を−120.0mm≦xzmp≦120.0mmに設定する場合、第二胴体関節21Bの最大可動角度(最大関節角度)は14度となる。第二胴体関節21Bの関節角度が14度以内となっているときには、両アーム部22,23が任意の姿勢を保持しても、ロボット2は転倒することなく、安定している。
(x−x0i)2+(y−y0i)2+(z−z0i)2≦r2 ・・・(4)
上記(3)式(4)式において、
x≧x0i
(x0i,±y0i,z0i):各動作パターンにおける胴体関節が最大関節角度をとるときにおける左右の肩の位置
r:アームの長さ
ロボット2における左右手先の作業可能領域の一例(y=±y0iのxz平面)を図7に示す。図中のxendは、x軸方向における手先位置、zendはz軸方向における手先位置である。図7における各曲線は、各動作パターンにおいての手先作業領域の境界線である。このようにして、作業領域算出部13において、両手先の作業領域を算出することができる。作業領域算出部13は、算出した作業領域をロボット動作戦略決定部14に出力する。
Claims (2)
- 多数の関節を備える起立した胴体部と、前記胴体部に取り付けられ、多数の関節を備えるアーム部とを備え、超冗長自由度を有する超冗長自由度ロボットの作業対象物体に対する動作を制御する超冗長自由度ロボットの制御方法であって、
前記胴体部における複数の胴体動作パターンを設定し、前記各胴体動作パターンに対して、前記胴体部が起立状態を維持しうる前記胴体部の関節の最大可動角を求め、
前記胴体動作パターンに対する前記胴体部の関節の最大可動角に対する前記アーム部の作業可能領域を求め、
前記胴体動作パターンと前記アーム部の作業可能領域との関係、および前記作業対象物体の位置情報に基づいて、前記超冗長自由度ロボットの動作を決定することを特徴とする超冗長自由度ロボットの動作制御方法。 - 前記超冗長自由度ロボットは、周囲の作業対象物体を視認可能な視覚センサを有し、
前記作業対象物体に位置情報を、前記視覚センサによって取得する請求項1に記載の超冗長自由度ロボットの動作制御方法。
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2004
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