JP2006315128A - ロボットハンドの持ち替え把持制御方法。 - Google Patents
ロボットハンドの持ち替え把持制御方法。 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】 持ち替え動作を単純な動作タスク系列へと分解し(ステップS11)、指ごとに動作タスク中で把持力によりフィードバック制御を行う関節を設定し(ステップS14)、それ以外の関節についてはフィードフォワード制御を行うこととして時系列指令を生成し(ステップS15)、フィードフォワード指令に基づいてフィードフォワード関節の駆動を制御する(ステップS16)一方、接触力=把持力に応じてフィードバック制御関節のフィードバック制御を行う(ステップS17、S18)。
【選択図】 図4
Description
ここで、x、y、zはハンド座標系Σhにおける指先接触点の座標値であり、θiは各関節の角度である。例えば、図9に示される3つの能動関節からなる指リンク系を例にとると、接触力方向は、ハンド座標系ΣhのZh軸に略平行になる。したがって、各関節の回転による指先接触点の接触力方向への影響は、Zh方向への指先接触点の変位により評価できるから、(1)式の第3行の各要素の絶對値により評価されることになる。図9に示されるリンク系においては、ヤコビ行列Jの計算により、関節1の調節効果は略0であり、関節2の調整効果が一番大きくなる。したがって、このリンク系では、関節2がフィードバック制御関節として設定される。なお、実際のヤコビ行列Jは、指姿勢によって変わるため、初期位置と最終位置に応じたヤコビ行列をそれぞれ計算し、調節効果の平均値が一番大きい関節をフィードバック制御関節として設定すればよい。設定したフィードバック制御関節以外の能動関節はすべてフィードフォワード制御関節となる。
ここで、i-1Ti(θi)は、第iリンクの4×4座標変換行列であり、θiは第i関節の回転角度である。各関節の回転角度θiについて全体座標変換行列の偏導関数((3)式)を求める。
ヤコビ行列Jは、これらの偏導関数を用いて、式(4)により表せる。
なお、指に複数のフィードバック制御関節を設定する場合には、接触力方向ごとに最大となる関節を求めればよい。
ここで、θ(T)は、タスク終了時の目標関節角度であり、θ(0)は、初期関節角度であり、Tはタスクの動作時間である。
ここで、ωiは、第i制御ステップにおける関節角速度指令であり、kωはフィードバックゲインであり、Frefが目標接触力、Fが現在の接触力を表す。一方、角度位置指令で制御する場合は、次式(10)によって制御する。
ここで、θiは、第i制御ステップにおける関節位置指令であり、kθはフィードバックゲインである。
Claims (2)
- 複数の能動関節と、力覚センサを有する複数の指を備えるロボットハンドにおいて把持物体の持ち替え動作を行う把持制御方法において、
持ち替え動作を単純な動作タスク系列に分解する工程と、
各タスク終了時点のハンドの目標位置と目標接触力を設定する工程と、
各タスク中にフィードバック制御を行う関節と、フィードフォワード制御を行う関節を設定する工程と、
各タスクの開始・終了時のハンド位置、把持力からフィードフォワード制御を行う関節のタスク中の動作指令を設定する工程と、
設定した動作指令に基づいてフィードフォワード関節を制御するとともに、力覚センサの値からフィードバック制御関節の動作を制御する工程と、
を備えていることを特徴とするロボットハンドの持ち替え把持制御方法。 - 各指においてフィードバック制御を行う関節は、各タスク中において常時把持物体と接触している接触点の数に等しく設定されることを特徴とする請求項1記載のロボットハンドの持ち替え把持制御方法。
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