JP3958743B2 - 複数関節連結体の制御システムにおける通信状態判定方法 - Google Patents
複数関節連結体の制御システムにおける通信状態判定方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【技術分野】本発明は、複数関節連結体の制御システムにおける通信状態を判定する方法に関する。
【０００２】
【背景技術】
二足歩行型ロボットのようにその脚部の股関節、膝関節、足関節や、その腕部の肩関節、肘関節、手根関節等に設けられたアクチュエータを制御対象とする制御システムが知られている。
【０００３】
当該制御システムでは、主制御ユニットと副制御ユニットとの間の信号線を介した制御信号の通信に基づいて各アクチュエータが駆動制御される。また、適切な駆動制御の観点からロボットの駆動に先立ち、当該通信状態の正常・異常が次の手順で判断される。
【０００４】
まず、制御系電源から制御系電線を介して各副制御ユニットに電力が供給される。次に、主制御ユニットから各副制御ユニットに対し、信号線を通じてＩＤ要求信号が送られる。各副制御ユニットはＩＤ要求信号を受け、予め付与されたＩＤに対応するＩＤ信号を同じく信号線を通じて主制御ユニットに送る。これにより、主制御ユニットは各副制御ユニットがいずれのアクチュエータに対応するかを識別する。
【０００５】
そして、主制御ユニットから各副制御ユニットに対し、信号線を通じて試験信号が送られる。各副制御ユニットは試験信号を受け、この試験信号をビット反転し、これを応答信号として主制御ユニットに返送する。主制御ユニットは、応答信号が先に送信した試験信号を正確にビット反転したものであるか否かに基づき、各副制御ユニットとの通信状態が正常か否かを判断する。
【０００６】
主制御ユニットが各副制御ユニットとの通信状態が正常であると判断した場合、駆動系電源から駆動系電線を通じて各副制御ユニットに電力が供給される。副制御ユニットは信号線を通じた主制御ユニットとの制御信号の通信に基づき、駆動系電源からアクチュエータへの電力供給を制御する。これによりアクチュエータが駆動制御され、ロボットの左右の脚部、腕部が駆動され、ロボットが歩行機能等を発揮する。
【０００７】
一方、ロボットの関節部位の動き易さの確保等の観点から特に関節部分では信号線および電線が近接して設けられる。特に、股関節や肩関節の近傍では、それより先にある膝関節や肘関節等へと延びる信号線および電線が集中する。このため、ロボットの駆動開始前に正常であった通信状態が、近接する駆動系電線から生じるノイズの影響によって駆動開始後に異常となり、アクチュエータの駆動制御に異常をきたすおそれがある。
【０００８】
しかし、上述の方法では、駆動系電源から副制御ユニットにもアクチュエータにも電力が供給されていない状態で通信状態の正常・異常が判断される。このため、ロボットの駆動開始前に正常であった通信状態が、駆動開始後に異常となり、アクチュエータの駆動制御に異常をきたすおそれを解消し得なかった。
【０００９】
そこで、本発明は駆動系電線からノイズが発生し得る状態で正・副制御ユニット間の通信の正常・異常を判定可能な方法を提供することを解決課題とする。
【００１０】
【発明の開示】
本発明は、複数の関節を介して連結した連結体の全体的な駆動を制御する主制御ユニットと、該連結体の一の関節部分を経由する信号線を介して該主制御ユニットと通信可能に接続された複数の副制御ユニットと、駆動系電源と、該連結体の該一の関節部分を経由する駆動系電線を介して該駆動系電源から電力が供給されることで各関節回りに該連結体を駆動するアクチュエータとを備え、該複数の副制御ユニットには、該駆動系電線の途中に設けられ、該主制御ユニットとの信号線を介した通信に基づき、該駆動系電源から該アクチュエータへの電力供給を制御することで該アクチュエータの作動を制御する第１副制御ユニットが含まれ、前記連結体の前記一の関節部分に前記主制御ユニットと前記第１副制御ユニットを含む前記複数の副制御ユニットのそれぞれとを接続する前記信号線および前記駆動系電源と該第１副制御ユニットにより作動が制御される前記アクチュエータとを接続する前記駆動系電線が密集している制御システムに適用される。
【００１１】
前記制御システムでは、主制御ユニットと、第１副制御ユニットを含む複数の副制御ユニットのそれぞれとを接続する信号線と、駆動系電源と、当該第１副制御ユニットにより作動が制御されるアクチュエータとを接続する駆動系電線とが一の関節部分経由で設けられている。また、当該一の関節部分を含む各関節部分の動き易さを確保するために信号線と駆動系電線とを近接させる必要が生じる場合もある。したがって、各関節部分、特に当該一の関節部分には当該信号線と当該駆動系電線とが密集し、信号線を通る信号が駆動系電線から生じるノイズの影響を受ける可能性が高い。このため、当該ノイズにより各アクチュエータの駆動制御が直接的または間接的に影響を受ける可能性の有無を連結体の駆動制御に先立って調べることは重要である。
【００１２】
そこで、前記課題を解決するための第１発明の通信状態判定方法は、前記駆動系電源から前記駆動系電線を介した該アクチュエータへの電力供給が停止されている状態で、前記第１副制御ユニットに対して該駆動系電線を介して該駆動系電源の電力を供給する電力供給ステップと、該電力供給ステップの実施により該駆動系電源から該第１副制御ユニットへ電力が供給されている状態で、該主制御ユニットと該第１副制御ユニットを含む前記複数の副制御ユニットのそれぞれとの間で該信号線を介して試験通信を実施する試験通信ステップと、該試験通信ステップにおいて実施された試験通信の結果に基づき、該主制御ユニットと該複数の副制御ユニットのそれぞれとの間の通信状態の正常または異常を判定する判定ステップとを備えていることを特徴とする。
【００１３】
第１発明の方法によれば、主制御ユニットと、第１副制御ユニットを含む複数の副制御ユニットのそれぞれとの間の試験信号の通信結果に基づき、当該主制御ユニットと当該複数の副制御ユニットのそれぞれとの通信状態の正常・異常が判断される。当該判断は、第１副制御ユニットに駆動系電源から駆動系電線を介して電力が供給されているために当該駆動系電線からノイズが発生し得る点で、連結体の駆動制御時と共通する状況で行われる。一方、当該判断は、アクチュエータに駆動系電源から駆動系電線を介して電力が供給されず、連結体が駆動されない点で、連結体の駆動制御時と相違する状況で行われる。したがって、信号線を通じた主制御ユニットと当該第１副制御ユニットを含む複数の副制御ユニットのそれぞれとの通信状態が異常となる可能性があるにも関わらず連結体が駆動される事態を防止しながら、駆動系電線から生じるノイズが当該通信状態に異常をきたす可能性の有無を判断することができる。そして、通信状態が異常であるとの判定結果を得た場合、当該通信状態を正常に戻すまで連結体の駆動を中止する等の措置を採ることができる。ここで「電力を供給する」とは、電流の有無にかかわらずユニット等に電圧を印加することを意味する。
【００１４】
また、第２発明の通信状態判定方法は、第１発明の方法において、前記制御システムは前記連結体の駆動状態を検出するセンサを備え、前記複数の副制御ユニットには該センサによる検出信号を、前記信号線を介して前記主制御ユニットに送信する第２副制御ユニットが含まれ、前記連結体の前記一の関節部分に前記主制御ユニットと前記第１副制御ユニットおよび前記第２副制御ユニットを含む前記複数の副制御ユニットのそれぞれとを接続する前記信号線および前記駆動系電源と該第１副制御ユニットにより作動が制御される前記アクチュエータとを接続する前記駆動系電線が密集しており、前記試験通信ステップにおいて、前記電力供給ステップの実施により該駆動系電源から該第１副制御ユニットへ電力が供給されている状態で、該主制御ユニットと該第１副制御ユニットおよび該第２副制御ユニットを含む前記複数の副制御ユニットのそれぞれとの間で該信号線を介して試験通信を実施することを特徴とする。
【００１５】
第２発明の方法によれば、センサによる検出信号が駆動系電線から生じるノイズにより影響を受けることで、当該ノイズによって連結体の駆動制御が間接的に受ける影響の有無の可能性を判断することができる。
【００１６】
さらに、第３発明の方法は、第１発明の方法において、前記制御システムは制御系電源と、前記連結体の前記一の関節部分を経由して該制御系電源と前記第１副制御ユニットを含む前記複数の副制御ユニットのそれぞれとを接続する制御系電線とを備え、該複数の副制御ユニットのそれぞれは該制御系電源からの電力供給により前記主制御ユニットとの前記信号線を介した通信が可能とされ、前記連結体の前記一の関節部分に前記主制御ユニットと前記第１副制御ユニットを含む前記複数の副制御ユニットのそれぞれとを接続する前記信号線および前記制御系電線、ならびに前記駆動系電源と該第１副制御ユニットにより作動が制御される前記アクチュエータとを接続する前記駆動系電線が密集していることを特徴とする。また、第４発明の方法は、第２発明の方法において、前記制御システムは制御系電源と、前記連結体の前記一の関節部分を経由して該制御系電源と前記第１副制御ユニットおよび第２副制御ユニットを含む前記複数の副制御ユニットのそれぞれとを接続する制御系電線とを備え、該複数の副制御ユニットのそれぞれは該制御系電源からの電力供給により前記主制御ユニットとの前記信号線を介した通信が可能とされ、前記連結体の前記一の関節部分に前記主制御ユニットと前記第１副制御ユニットおよび前記第２副制御ユニットを含む前記複数の副制御ユニットのそれぞれとを接続する前記信号線および前記制御系電線、ならびに前記駆動系電源と該第１副制御ユニットにより作動が制御される前記アクチュエータとを接続する前記駆動系電線が密集していることを特徴とする。
【００１７】
第３発明の方法の対象となる前記制御システムでは、信号線および駆動系電線のみならず、主制御ユニットと第１副制御ユニットを含む複数の副制御ユニットとを接続する制御系電線もが一の関節部分経由で設けられているので、各線の密度が当該一の関節部分でより大きくなっている。また、第４発明の方法の対象となる前記制御システムでは、信号線および駆動系電線のみならず、主制御ユニットと第１および第２副制御ユニットを含む複数の副制御ユニットとを接続する制御系電線もが一の関節部分経由で設けられているので、各線の密度が当該一の関節部分でより大きくなっている。したがって、駆動系電線、さらには制御系電線から生じるノイズによる連結体の駆動制御への影響の有無を連結体の駆動に先立って調査することはさらに重要である。
【００１８】
第３および第４発明のそれぞれの方法によれば、かかる状況において、信号線を通じた主制御ユニットと副制御ユニットとの通信状態が異常となる可能性があるにも関わらず連結体が駆動される事態を防止しながら、駆動系電線から生じるノイズが当該通信状態に異常をきたす可能性の有無を判断することができる。
【００１９】
さらに、第５発明の方法は、第１、第２、第３または第４発明の方法において、判定ステップにおける判定結果を報知する報知ステップを備えていることを特徴とすることを特徴とする。
【００２０】
第５発明の方法によれば、通信が正常か異常かの報知を受けた者に、当該報知に基づき以後の措置を講じる契機を迅速に付与することができる。
【００２１】
また、第６発明の方法は、第１、第２、第３または第４発明の方法において、前記連結体の複数の関節は脚式移動ロボットの関節であることを特徴とする。さらに、第７発明の方法は、第５発明の方法において、前記連結体の複数の関節は脚式移動ロボットの関節であることを特徴とする。
【００２２】
第６および第７発明のそれぞれの方法によれば、複数の関節を有する脚式移動ロボットの駆動前に、電線から生じるノイズが正・副制御ユニット間の通信状態に異常をきたすか否かを判断することができる。
【００２３】
【発明を実施するための最良の形態】
本発明の通信状態判定方法の実施形態について添付図面を用いて説明する。
【００２４】
本方法は、
1173662181920_0
に示す制御システムに適用され、当該制御システムは、
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に示す二足歩行型の脚式移動ロボット（以下「ロボット」という。）２０の作動を制御する。
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に示す制御システムは、主制御ユニット１と、複数の副制御ユニット２と、電源制御ユニット３と、バッテリ４と、制御系電源５と、駆動系電源６と、アクチュエータ７と、６軸力センサ８と、報知表示器９とを備えている。
【００２５】
主制御ユニット１と、各副制御ユニット２とは信号線（一点鎖線）１０を介して通信可能に接続されている。バッテリ４と、各電源５、６とは電線（二点鎖線）１１を介して接続されている。制御系電源５と、各副制御ユニット２とは制御系電線（細線）１２を介して接続されている。駆動系電源６と、第１副制御ユニット２ａとは駆動系電線（太線）１３を介して接続されている。第１副制御ユニット２ａと、アクチュエータ７とは駆動系電線（太線）１３を介して接続されている。第２副制御ユニット２ｂと、６軸力センサ８とは信号線（一点鎖線）１０および制御系電線（細線）１２を介して接続されている。
【００２６】
主制御ユニット１はＣＰＵ、ＩＣ、メモリ、信号入力回路、信号出力回路等が適宜組み合わせられることで構成され、信号線１０を介した副制御ユニット２との通信等を通じてロボット２０の全体の作動を制御する。
【００２７】
副制御ユニット２はＣＰＵ、ＩＣ、メモリ、信号入力回路、信号出力回路等が適宜組み合わせられることで構成され、第１副制御ユニット２ａと、第２副制御ユニット２ｂとに区分される。第１副制御ユニット２ａはロボット２０の各関節部分２１１〜２１３、２２１〜２２３、２３１〜２３３、２４に設けられ、主制御ユニット１との信号線１０を介した通信に基づき、アクチュエータ７の作動を制御する。第２副制御ユニット２ｂはロボットの足関節部分２１３に設けられ、６軸力センサ８による測定信号を信号線１０を介して主制御ユニット１に送信する。
【００２８】
電源制御ユニット３はＣＰＵ、ＩＣ、メモリ、信号入力回路、信号出力回路等が適宜組み合わせられることで構成され、バックパック部２５に収納され、各電源５、６から副制御ユニット２等への電力供給を制御する。
【００２９】
バッテリ４はＮｉ−Ｚｎバッテリや、Ｎｉ−ＭＨバッテリ、リチウムイオンバッテリ等により構成されている。
【００３０】
制御系電源５はバックパック部２５に収納され、電線（図２二点鎖線）１１を介してバッテリ４から受けた電力を、制御系電線（図２細線）１２を介して副制御ユニット２に供給する。駆動系電源６は同じくバックパック部２５に収納され、電線（
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二点鎖線）１１を介してバッテリ４から受けた電力を、駆動系電線（
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太線）１３を介して第１副制御ユニット２ａを介してアクチュエータ７に供給する。
【００３１】
アクチュエータ７はロボット２０の脚部２１の股関節部分２１１、膝関節部分２１２、足関節部分２１３、腕部２２の肩関節部分２２１、肘関節部分２２２、手根関節部分２２３、指部２３の３つの指節間関節部分２３１、２３２および２３３、および首関節部分２４にそれぞれ設けられている。なお、ロボット２０の腰部等に存在する他の関節部分にアクチュエータ７が設けられてもよい。
【００３２】
６軸力センサ８はロボット２０の足関節部分２１３に設けられ、足関節部分２１３の直行する３軸方向の並進力および３軸回りのモーメントを測定する。
【００３３】
報知表示器９はロボット２０のバックパック部２５の表面に設けられ、後述のように主制御ユニット１により通信状態が正常であると判断された場合には所定の正常コードを表示し、異常であると判断された場合には所定のエラーコードを表示する。
【００３４】
ロボット２０の股関節部分（一の関節部分）２１１には、股関節部分２１１に設けられたアクチュエータ７および副制御ユニット２に接続される信号線１０、制御系電線１２および駆動系電線１３のほか、膝関節部分２１２および足関節部分２１３に設けられたアクチュエータ７および副制御ユニット２に接続される信号線１０、制御系電線１２および駆動系電線１３も通っている。同様に、ロボット２０の肩関節部分（一の関節部分）２２１には、肩関節部分２２１に設けられたアクチュエータ７および副制御ユニット２に接続される信号線１０、制御系電線１２および駆動系電線１３のほか、肘関節部分２２２、手根関節部分２２３および指節間関節部分２３１〜２３３に設けられたアクチュエータ７および副制御ユニット２に接続される信号線１０、制御系電線１２および駆動系電線１３も通っている。
【００３５】
また、各関節部分２１１〜２１３、２２１〜２２３、２３１〜２３３、２４の動き易さを確保するために信号線１０、制御系電線１２および駆動系電線１３が近接して設けられている。したがって、各関節部分２１１〜２１３、２２１〜２２３、２３１〜２３３、２４、特に股関節部分２１１および肩関節部分２２１には信号線１０、制御系電線１２および駆動系電線１３の密度が高くなっている。
【００３６】
続いて、上記構成の制御システムに適用される通信状態判定方法について
1173662181920_5
を用いて説明する。
1173662181920_6
において、左側のラインは主制御ユニット１に関する制御を示し、右側のラインは各副制御ユニット２に関する制御を示す。
【００３７】
まず、主制御ユニット１が自らの初期チェックを行う（図３／ｓ１）。具体的には、主制御ユニット１を構成するＩＣが初期化され、主制御ユニット１が外部と通信可能な状態とされる。
【００３８】
初期チェック終了後、主制御ユニット１が電源制御ユニット３を通じて制御系電源５をＯＮとし、制御系電源５から副制御ユニット２に電力を供給させる（図３／ｓ２）。
【００３９】
制御系電源５から電力が供給されることで、副制御ユニット２がその機能を発揮可能となり、自らの初期チェックを行う（図３／ｓ１’）。具体的には、主制御ユニット１の初期チェック（図３／ｓ１）と同様に、副制御ユニット２を構成するＩＣが初期化され、副制御ユニット２が外部と通信可能な状態とされる。
【００４０】
次に、主制御ユニット１が副制御ユニット２に対し、信号線１０を介してＩＤ要求信号を送信する（図３／矢印１）。また、副制御ユニット２はこのＩＤ要求信号を受け、予め各副制御ユニット２に付与されているＩＤに係るＩＤ信号を主制御ユニット１に信号線１０を通じて送信する（図３／矢印２）。そして、主制御ユニット１はＩＤ信号に基づき、当該ＩＤ信号を送信してきたのはどの副制御ユニット２であるかを識別する（図３／ｓ３）。
【００４１】
続いて、主制御ユニット１が電源制御ユニット３を通じて駆動系電源６をＯＮとし、駆動系電源６から第１副制御ユニット２ａに電力を供給させる（図３／ｓ４：本発明の「電力供給ステップ」）。このとき、第１副制御ユニット２ａにより駆動系電源６からアクチュエータ７への電力供給は遮断されている。また、第２副制御ユニット２ｂには駆動系電源６の電力は供給されない。
【００４２】
この上で、主制御ユニット１が副制御ユニット２に対し、信号線１０を介して試験信号を送信する（図３／矢印３）。また、副制御ユニット２が試験信号をビット反転し、これを応答信号として主制御ユニット１に対して信号線１０を介して送信する（図３／矢印４）。主制御ユニット１が電源制御ユニット３を通じて駆動系電源６をＯＦＦとし、駆動系電源６から第１副制御ユニット２ａへの電力供給を停止させる（図３／ｓ５）。なお、試験信号および応答信号の交換（図３／矢印３、４）が本発明の「試験通信ステップ」に相当する。
【００４３】
主制御ユニット１が、応答信号（図３／矢印３）が先に送信した試験信号（矢印４）を正確にビット反転したものであるか否かに基づき、各副制御ユニット２との通信状態が正常か否かを判定する（図３／ｓ６：本発明の「判定ステップ」）。
【００４４】
主制御ユニット１が通信状態が正常と判定した場合（図３／ｓ６‥ＹＥＳ）、報知表示器９に所定の正常コードを表示させて通信状態が正常である旨を報知する（図３／ｓ７：本発明の「報知ステップ」）。これに伴い、ロボット２０の駆動制御が開始される（図３／ｓ８）。具体的には、まず、主制御ユニット１が電源制御ユニット３を通じて駆動系電源６から第１副制御ユニット２ａに電力を供給させる。この上で、主制御ユニット１と第１副制御ユニット２ａとの間で信号線１０を介して制御信号が送受信される。また、第２副制御ユニット２ｂから主制御ユニット１に対して信号線１０を介して６軸力センサ８の測定信号が送信される。主制御ユニット１は適宜第２副制御ユニット２ｂから受け取った測定信号に基づき、第１副制御ユニット２ａに送る制御信号を生成する。そして、第１副制御ユニット２ａが当該制御信号の通信に基づき、駆動系電源６からアクチュエータ７への電力供給を制御し、各関節部分２１１〜２１３、２２１〜２２３、２３１〜２３３、２４の屈伸駆動を制御する。これによりロボット２０の歩行機能等の種々の機能が発揮される。
【００４５】
一方、主制御ユニット１が通信状態が異常と判定した場合（図３／ｓ６‥ＮＯ）、報知表示器９に所定のエラーコードを表示させて通信状態が異常である旨を報知する（図３／ｓ９：本発明の「報知ステップ」）。これに伴い、ロボット２０の駆動制御が中止される（図３／ｓ１０）。
【００４６】
上述のように各関節部分２１１〜２１３、２２１〜２２３、２３１〜２３３、２４、特に股関節部分２１１および肩関節部分２２１には信号線１０、制御系電線１２および駆動系電線１３が密集している。したがって、各関節部分２１１〜２１３、２２１〜２２３、２３１〜２３３、２４、特に股関節部分２１１および肩関節部分２２１において信号線１０を通る制御信号が各電線１２、１３から生じるノイズの影響を受ける可能性が高い。
【００４７】
また、一般に、ロボット２０の歩行時、脚部２１の負荷は腕部２２、指部２３首関節部分２４の負荷よりも大きい。したがって、脚部２１の関節部分２１１〜２１３のアクチュエータ７には、腕部２２や指部２３等の関節部分２２１〜２２３、２３１〜２３３のアクチュエータ９よりも大きな電力が供給される。このため、脚部２１の関節部分２１１〜２１３に延びる駆動系電線１３からは、腕部２２や指部２３の関節部分２２１〜２２３、２３１〜２３３、首関節部分２４に延びる駆動系電線１３よりもノイズが生じる可能性が高い。この一方、脚部２１の駆動制御が適切に行われることがロボット２０の歩行に不可欠である。
【００４８】
さらに、ロボット２０の足首部分２１３に設けられた６軸力センサ８による測定信号が、各線１０、１２、１３の密度が高い股関節部分２１１等においてノイズの影響を受ける可能性が高い。制御信号がノイズの影響を受けなくても、測定信号がノイズの影響を受けると、当該測定信号に基づき生成される制御信号、ひいてはロボット２０の動作が不適切なものとなる。
【００４９】
これらの事情を踏まえると、当該ノイズによりアクチュエータ７の駆動制御が影響を受ける可能性の有無をロボット２０、ひいては脚部２１、腕部２２および指部２３等の駆動制御に先立ち、調べることは重要である。
【００５０】
かかる事情に鑑み、本方法によれば、主制御ユニット１と副制御ユニット２との間の試験信号（
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／矢印３参照）および応答信号（
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／矢印４参照）の通信結果に基づき、通信状態の正常・異常が判断される（
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／ｓ６）。当該判断は、第１副制御ユニット２ａに駆動系電源６から電力供給されているために駆動系電線１３からノイズが発生し得る点で、ロボット２０の脚部２１等の駆動制御時と共通する状況で行われる。一方、当該判断は、アクチュエータ７に駆動系電源６から電力が供給されず、ロボット２０が駆動されない点で、ロボット２０の脚部２１等の駆動制御時と相違する状況で行われる。
【００５１】
したがって、信号線１０を通じた主制御ユニット１と副制御ユニット２との通信に異常があるにも関わらず脚部２１等が駆動される事態を防止しながら、駆動系電線１３から生じるノイズが当該通信に異常をきたす可能性の有無を判断することができる。
【００５２】
また、この判断結果はロボット２０の報知表示器９に表示されるのが正常コードかエラーコードかの別により報知される（
1173662181920_10
／ｓ７、ｓ９参照）。したがって、通信状態が異常であるとの判断結果を得た場合、当該通信状態を正常に戻すまでロボット２０を駆動させない等の措置を採ることができる。
【００５３】
なお、本発明の「連結体」は、本実施形態ではロボット２０の脚部２１、腕部２２、指部２３等により構成されているが、他の実施形態として精密器具製作用のロボットのアーム等、信号線を介した通信により制御され、駆動系電線や制御系電線を介して電力供給されるアクチュエータにより屈伸駆動される関節を有する種々の連結体であってもよい。
【００５４】
本実施形態では
1173662181920_11
に示すように副制御ユニット２として第１副制御ユニット２ａおよび第２副制御ユニット２ｂが併存する制御システムを対象として通信状態の正常・異常が判断されたが、他の実施形態として
1173662181920_12
に示すように副制御ユニット２として第１副制御ユニット２ａのみが含まれる制御システムを対象として通信状態の正常・異常が判断されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【1173662181920_13】本実施形態の通信状態判定方法の対象となる制御システムの構成説明図
【1173662181920_14】1173662181920_15に示す制御システムにより制御されるロボットの構成説明図
【1173662181920_16】本実施形態の通信状態判定方法を示すフローチャート
【1173662181920_17】他の実施形態の通信状態判定方法の対象となる制御システムの構成説明図
【技術分野】本発明は、複数関節連結体の制御システムにおける通信状態を判定する方法に関する。
【０００２】
【背景技術】
二足歩行型ロボットのようにその脚部の股関節、膝関節、足関節や、その腕部の肩関節、肘関節、手根関節等に設けられたアクチュエータを制御対象とする制御システムが知られている。
【０００３】
当該制御システムでは、主制御ユニットと副制御ユニットとの間の信号線を介した制御信号の通信に基づいて各アクチュエータが駆動制御される。また、適切な駆動制御の観点からロボットの駆動に先立ち、当該通信状態の正常・異常が次の手順で判断される。
【０００４】
まず、制御系電源から制御系電線を介して各副制御ユニットに電力が供給される。次に、主制御ユニットから各副制御ユニットに対し、信号線を通じてＩＤ要求信号が送られる。各副制御ユニットはＩＤ要求信号を受け、予め付与されたＩＤに対応するＩＤ信号を同じく信号線を通じて主制御ユニットに送る。これにより、主制御ユニットは各副制御ユニットがいずれのアクチュエータに対応するかを識別する。
【０００５】
そして、主制御ユニットから各副制御ユニットに対し、信号線を通じて試験信号が送られる。各副制御ユニットは試験信号を受け、この試験信号をビット反転し、これを応答信号として主制御ユニットに返送する。主制御ユニットは、応答信号が先に送信した試験信号を正確にビット反転したものであるか否かに基づき、各副制御ユニットとの通信状態が正常か否かを判断する。
【０００６】
主制御ユニットが各副制御ユニットとの通信状態が正常であると判断した場合、駆動系電源から駆動系電線を通じて各副制御ユニットに電力が供給される。副制御ユニットは信号線を通じた主制御ユニットとの制御信号の通信に基づき、駆動系電源からアクチュエータへの電力供給を制御する。これによりアクチュエータが駆動制御され、ロボットの左右の脚部、腕部が駆動され、ロボットが歩行機能等を発揮する。
【０００７】
一方、ロボットの関節部位の動き易さの確保等の観点から特に関節部分では信号線および電線が近接して設けられる。特に、股関節や肩関節の近傍では、それより先にある膝関節や肘関節等へと延びる信号線および電線が集中する。このため、ロボットの駆動開始前に正常であった通信状態が、近接する駆動系電線から生じるノイズの影響によって駆動開始後に異常となり、アクチュエータの駆動制御に異常をきたすおそれがある。
【０００８】
しかし、上述の方法では、駆動系電源から副制御ユニットにもアクチュエータにも電力が供給されていない状態で通信状態の正常・異常が判断される。このため、ロボットの駆動開始前に正常であった通信状態が、駆動開始後に異常となり、アクチュエータの駆動制御に異常をきたすおそれを解消し得なかった。
【０００９】
そこで、本発明は駆動系電線からノイズが発生し得る状態で正・副制御ユニット間の通信の正常・異常を判定可能な方法を提供することを解決課題とする。
【００１０】
【発明の開示】
本発明は、複数の関節を介して連結した連結体の全体的な駆動を制御する主制御ユニットと、該連結体の一の関節部分を経由する信号線を介して該主制御ユニットと通信可能に接続された複数の副制御ユニットと、駆動系電源と、該連結体の該一の関節部分を経由する駆動系電線を介して該駆動系電源から電力が供給されることで各関節回りに該連結体を駆動するアクチュエータとを備え、該複数の副制御ユニットには、該駆動系電線の途中に設けられ、該主制御ユニットとの信号線を介した通信に基づき、該駆動系電源から該アクチュエータへの電力供給を制御することで該アクチュエータの作動を制御する第１副制御ユニットが含まれ、前記連結体の前記一の関節部分に前記主制御ユニットと前記第１副制御ユニットを含む前記複数の副制御ユニットのそれぞれとを接続する前記信号線および前記駆動系電源と該第１副制御ユニットにより作動が制御される前記アクチュエータとを接続する前記駆動系電線が密集している制御システムに適用される。
【００１１】
前記制御システムでは、主制御ユニットと、第１副制御ユニットを含む複数の副制御ユニットのそれぞれとを接続する信号線と、駆動系電源と、当該第１副制御ユニットにより作動が制御されるアクチュエータとを接続する駆動系電線とが一の関節部分経由で設けられている。また、当該一の関節部分を含む各関節部分の動き易さを確保するために信号線と駆動系電線とを近接させる必要が生じる場合もある。したがって、各関節部分、特に当該一の関節部分には当該信号線と当該駆動系電線とが密集し、信号線を通る信号が駆動系電線から生じるノイズの影響を受ける可能性が高い。このため、当該ノイズにより各アクチュエータの駆動制御が直接的または間接的に影響を受ける可能性の有無を連結体の駆動制御に先立って調べることは重要である。
【００１２】
そこで、前記課題を解決するための第１発明の通信状態判定方法は、前記駆動系電源から前記駆動系電線を介した該アクチュエータへの電力供給が停止されている状態で、前記第１副制御ユニットに対して該駆動系電線を介して該駆動系電源の電力を供給する電力供給ステップと、該電力供給ステップの実施により該駆動系電源から該第１副制御ユニットへ電力が供給されている状態で、該主制御ユニットと該第１副制御ユニットを含む前記複数の副制御ユニットのそれぞれとの間で該信号線を介して試験通信を実施する試験通信ステップと、該試験通信ステップにおいて実施された試験通信の結果に基づき、該主制御ユニットと該複数の副制御ユニットのそれぞれとの間の通信状態の正常または異常を判定する判定ステップとを備えていることを特徴とする。
【００１３】
第１発明の方法によれば、主制御ユニットと、第１副制御ユニットを含む複数の副制御ユニットのそれぞれとの間の試験信号の通信結果に基づき、当該主制御ユニットと当該複数の副制御ユニットのそれぞれとの通信状態の正常・異常が判断される。当該判断は、第１副制御ユニットに駆動系電源から駆動系電線を介して電力が供給されているために当該駆動系電線からノイズが発生し得る点で、連結体の駆動制御時と共通する状況で行われる。一方、当該判断は、アクチュエータに駆動系電源から駆動系電線を介して電力が供給されず、連結体が駆動されない点で、連結体の駆動制御時と相違する状況で行われる。したがって、信号線を通じた主制御ユニットと当該第１副制御ユニットを含む複数の副制御ユニットのそれぞれとの通信状態が異常となる可能性があるにも関わらず連結体が駆動される事態を防止しながら、駆動系電線から生じるノイズが当該通信状態に異常をきたす可能性の有無を判断することができる。そして、通信状態が異常であるとの判定結果を得た場合、当該通信状態を正常に戻すまで連結体の駆動を中止する等の措置を採ることができる。ここで「電力を供給する」とは、電流の有無にかかわらずユニット等に電圧を印加することを意味する。
【００１４】
また、第２発明の通信状態判定方法は、第１発明の方法において、前記制御システムは前記連結体の駆動状態を検出するセンサを備え、前記複数の副制御ユニットには該センサによる検出信号を、前記信号線を介して前記主制御ユニットに送信する第２副制御ユニットが含まれ、前記連結体の前記一の関節部分に前記主制御ユニットと前記第１副制御ユニットおよび前記第２副制御ユニットを含む前記複数の副制御ユニットのそれぞれとを接続する前記信号線および前記駆動系電源と該第１副制御ユニットにより作動が制御される前記アクチュエータとを接続する前記駆動系電線が密集しており、前記試験通信ステップにおいて、前記電力供給ステップの実施により該駆動系電源から該第１副制御ユニットへ電力が供給されている状態で、該主制御ユニットと該第１副制御ユニットおよび該第２副制御ユニットを含む前記複数の副制御ユニットのそれぞれとの間で該信号線を介して試験通信を実施することを特徴とする。
【００１５】
第２発明の方法によれば、センサによる検出信号が駆動系電線から生じるノイズにより影響を受けることで、当該ノイズによって連結体の駆動制御が間接的に受ける影響の有無の可能性を判断することができる。
【００１６】
さらに、第３発明の方法は、第１発明の方法において、前記制御システムは制御系電源と、前記連結体の前記一の関節部分を経由して該制御系電源と前記第１副制御ユニットを含む前記複数の副制御ユニットのそれぞれとを接続する制御系電線とを備え、該複数の副制御ユニットのそれぞれは該制御系電源からの電力供給により前記主制御ユニットとの前記信号線を介した通信が可能とされ、前記連結体の前記一の関節部分に前記主制御ユニットと前記第１副制御ユニットを含む前記複数の副制御ユニットのそれぞれとを接続する前記信号線および前記制御系電線、ならびに前記駆動系電源と該第１副制御ユニットにより作動が制御される前記アクチュエータとを接続する前記駆動系電線が密集していることを特徴とする。また、第４発明の方法は、第２発明の方法において、前記制御システムは制御系電源と、前記連結体の前記一の関節部分を経由して該制御系電源と前記第１副制御ユニットおよび第２副制御ユニットを含む前記複数の副制御ユニットのそれぞれとを接続する制御系電線とを備え、該複数の副制御ユニットのそれぞれは該制御系電源からの電力供給により前記主制御ユニットとの前記信号線を介した通信が可能とされ、前記連結体の前記一の関節部分に前記主制御ユニットと前記第１副制御ユニットおよび前記第２副制御ユニットを含む前記複数の副制御ユニットのそれぞれとを接続する前記信号線および前記制御系電線、ならびに前記駆動系電源と該第１副制御ユニットにより作動が制御される前記アクチュエータとを接続する前記駆動系電線が密集していることを特徴とする。
【００１７】
第３発明の方法の対象となる前記制御システムでは、信号線および駆動系電線のみならず、主制御ユニットと第１副制御ユニットを含む複数の副制御ユニットとを接続する制御系電線もが一の関節部分経由で設けられているので、各線の密度が当該一の関節部分でより大きくなっている。また、第４発明の方法の対象となる前記制御システムでは、信号線および駆動系電線のみならず、主制御ユニットと第１および第２副制御ユニットを含む複数の副制御ユニットとを接続する制御系電線もが一の関節部分経由で設けられているので、各線の密度が当該一の関節部分でより大きくなっている。したがって、駆動系電線、さらには制御系電線から生じるノイズによる連結体の駆動制御への影響の有無を連結体の駆動に先立って調査することはさらに重要である。
【００１８】
第３および第４発明のそれぞれの方法によれば、かかる状況において、信号線を通じた主制御ユニットと副制御ユニットとの通信状態が異常となる可能性があるにも関わらず連結体が駆動される事態を防止しながら、駆動系電線から生じるノイズが当該通信状態に異常をきたす可能性の有無を判断することができる。
【００１９】
さらに、第５発明の方法は、第１、第２、第３または第４発明の方法において、判定ステップにおける判定結果を報知する報知ステップを備えていることを特徴とすることを特徴とする。
【００２０】
第５発明の方法によれば、通信が正常か異常かの報知を受けた者に、当該報知に基づき以後の措置を講じる契機を迅速に付与することができる。
【００２１】
また、第６発明の方法は、第１、第２、第３または第４発明の方法において、前記連結体の複数の関節は脚式移動ロボットの関節であることを特徴とする。さらに、第７発明の方法は、第５発明の方法において、前記連結体の複数の関節は脚式移動ロボットの関節であることを特徴とする。
【００２２】
第６および第７発明のそれぞれの方法によれば、複数の関節を有する脚式移動ロボットの駆動前に、電線から生じるノイズが正・副制御ユニット間の通信状態に異常をきたすか否かを判断することができる。
【００２３】
【発明を実施するための最良の形態】
本発明の通信状態判定方法の実施形態について添付図面を用いて説明する。
【００２４】
本方法は、
1173662181920_0
に示す制御システムに適用され、当該制御システムは、
1173662181920_1
に示す二足歩行型の脚式移動ロボット（以下「ロボット」という。）２０の作動を制御する。
1173662181920_2
に示す制御システムは、主制御ユニット１と、複数の副制御ユニット２と、電源制御ユニット３と、バッテリ４と、制御系電源５と、駆動系電源６と、アクチュエータ７と、６軸力センサ８と、報知表示器９とを備えている。
【００２５】
主制御ユニット１と、各副制御ユニット２とは信号線（一点鎖線）１０を介して通信可能に接続されている。バッテリ４と、各電源５、６とは電線（二点鎖線）１１を介して接続されている。制御系電源５と、各副制御ユニット２とは制御系電線（細線）１２を介して接続されている。駆動系電源６と、第１副制御ユニット２ａとは駆動系電線（太線）１３を介して接続されている。第１副制御ユニット２ａと、アクチュエータ７とは駆動系電線（太線）１３を介して接続されている。第２副制御ユニット２ｂと、６軸力センサ８とは信号線（一点鎖線）１０および制御系電線（細線）１２を介して接続されている。
【００２６】
主制御ユニット１はＣＰＵ、ＩＣ、メモリ、信号入力回路、信号出力回路等が適宜組み合わせられることで構成され、信号線１０を介した副制御ユニット２との通信等を通じてロボット２０の全体の作動を制御する。
【００２７】
副制御ユニット２はＣＰＵ、ＩＣ、メモリ、信号入力回路、信号出力回路等が適宜組み合わせられることで構成され、第１副制御ユニット２ａと、第２副制御ユニット２ｂとに区分される。第１副制御ユニット２ａはロボット２０の各関節部分２１１〜２１３、２２１〜２２３、２３１〜２３３、２４に設けられ、主制御ユニット１との信号線１０を介した通信に基づき、アクチュエータ７の作動を制御する。第２副制御ユニット２ｂはロボットの足関節部分２１３に設けられ、６軸力センサ８による測定信号を信号線１０を介して主制御ユニット１に送信する。
【００２８】
電源制御ユニット３はＣＰＵ、ＩＣ、メモリ、信号入力回路、信号出力回路等が適宜組み合わせられることで構成され、バックパック部２５に収納され、各電源５、６から副制御ユニット２等への電力供給を制御する。
【００２９】
バッテリ４はＮｉ−Ｚｎバッテリや、Ｎｉ−ＭＨバッテリ、リチウムイオンバッテリ等により構成されている。
【００３０】
制御系電源５はバックパック部２５に収納され、電線（図２二点鎖線）１１を介してバッテリ４から受けた電力を、制御系電線（図２細線）１２を介して副制御ユニット２に供給する。駆動系電源６は同じくバックパック部２５に収納され、電線（
1173662181920_3
二点鎖線）１１を介してバッテリ４から受けた電力を、駆動系電線（
1173662181920_4
太線）１３を介して第１副制御ユニット２ａを介してアクチュエータ７に供給する。
【００３１】
アクチュエータ７はロボット２０の脚部２１の股関節部分２１１、膝関節部分２１２、足関節部分２１３、腕部２２の肩関節部分２２１、肘関節部分２２２、手根関節部分２２３、指部２３の３つの指節間関節部分２３１、２３２および２３３、および首関節部分２４にそれぞれ設けられている。なお、ロボット２０の腰部等に存在する他の関節部分にアクチュエータ７が設けられてもよい。
【００３２】
６軸力センサ８はロボット２０の足関節部分２１３に設けられ、足関節部分２１３の直行する３軸方向の並進力および３軸回りのモーメントを測定する。
【００３３】
報知表示器９はロボット２０のバックパック部２５の表面に設けられ、後述のように主制御ユニット１により通信状態が正常であると判断された場合には所定の正常コードを表示し、異常であると判断された場合には所定のエラーコードを表示する。
【００３４】
ロボット２０の股関節部分（一の関節部分）２１１には、股関節部分２１１に設けられたアクチュエータ７および副制御ユニット２に接続される信号線１０、制御系電線１２および駆動系電線１３のほか、膝関節部分２１２および足関節部分２１３に設けられたアクチュエータ７および副制御ユニット２に接続される信号線１０、制御系電線１２および駆動系電線１３も通っている。同様に、ロボット２０の肩関節部分（一の関節部分）２２１には、肩関節部分２２１に設けられたアクチュエータ７および副制御ユニット２に接続される信号線１０、制御系電線１２および駆動系電線１３のほか、肘関節部分２２２、手根関節部分２２３および指節間関節部分２３１〜２３３に設けられたアクチュエータ７および副制御ユニット２に接続される信号線１０、制御系電線１２および駆動系電線１３も通っている。
【００３５】
また、各関節部分２１１〜２１３、２２１〜２２３、２３１〜２３３、２４の動き易さを確保するために信号線１０、制御系電線１２および駆動系電線１３が近接して設けられている。したがって、各関節部分２１１〜２１３、２２１〜２２３、２３１〜２３３、２４、特に股関節部分２１１および肩関節部分２２１には信号線１０、制御系電線１２および駆動系電線１３の密度が高くなっている。
【００３６】
続いて、上記構成の制御システムに適用される通信状態判定方法について
1173662181920_5
を用いて説明する。
1173662181920_6
において、左側のラインは主制御ユニット１に関する制御を示し、右側のラインは各副制御ユニット２に関する制御を示す。
【００３７】
まず、主制御ユニット１が自らの初期チェックを行う（図３／ｓ１）。具体的には、主制御ユニット１を構成するＩＣが初期化され、主制御ユニット１が外部と通信可能な状態とされる。
【００３８】
初期チェック終了後、主制御ユニット１が電源制御ユニット３を通じて制御系電源５をＯＮとし、制御系電源５から副制御ユニット２に電力を供給させる（図３／ｓ２）。
【００３９】
制御系電源５から電力が供給されることで、副制御ユニット２がその機能を発揮可能となり、自らの初期チェックを行う（図３／ｓ１’）。具体的には、主制御ユニット１の初期チェック（図３／ｓ１）と同様に、副制御ユニット２を構成するＩＣが初期化され、副制御ユニット２が外部と通信可能な状態とされる。
【００４０】
次に、主制御ユニット１が副制御ユニット２に対し、信号線１０を介してＩＤ要求信号を送信する（図３／矢印１）。また、副制御ユニット２はこのＩＤ要求信号を受け、予め各副制御ユニット２に付与されているＩＤに係るＩＤ信号を主制御ユニット１に信号線１０を通じて送信する（図３／矢印２）。そして、主制御ユニット１はＩＤ信号に基づき、当該ＩＤ信号を送信してきたのはどの副制御ユニット２であるかを識別する（図３／ｓ３）。
【００４１】
続いて、主制御ユニット１が電源制御ユニット３を通じて駆動系電源６をＯＮとし、駆動系電源６から第１副制御ユニット２ａに電力を供給させる（図３／ｓ４：本発明の「電力供給ステップ」）。このとき、第１副制御ユニット２ａにより駆動系電源６からアクチュエータ７への電力供給は遮断されている。また、第２副制御ユニット２ｂには駆動系電源６の電力は供給されない。
【００４２】
この上で、主制御ユニット１が副制御ユニット２に対し、信号線１０を介して試験信号を送信する（図３／矢印３）。また、副制御ユニット２が試験信号をビット反転し、これを応答信号として主制御ユニット１に対して信号線１０を介して送信する（図３／矢印４）。主制御ユニット１が電源制御ユニット３を通じて駆動系電源６をＯＦＦとし、駆動系電源６から第１副制御ユニット２ａへの電力供給を停止させる（図３／ｓ５）。なお、試験信号および応答信号の交換（図３／矢印３、４）が本発明の「試験通信ステップ」に相当する。
【００４３】
主制御ユニット１が、応答信号（図３／矢印３）が先に送信した試験信号（矢印４）を正確にビット反転したものであるか否かに基づき、各副制御ユニット２との通信状態が正常か否かを判定する（図３／ｓ６：本発明の「判定ステップ」）。
【００４４】
主制御ユニット１が通信状態が正常と判定した場合（図３／ｓ６‥ＹＥＳ）、報知表示器９に所定の正常コードを表示させて通信状態が正常である旨を報知する（図３／ｓ７：本発明の「報知ステップ」）。これに伴い、ロボット２０の駆動制御が開始される（図３／ｓ８）。具体的には、まず、主制御ユニット１が電源制御ユニット３を通じて駆動系電源６から第１副制御ユニット２ａに電力を供給させる。この上で、主制御ユニット１と第１副制御ユニット２ａとの間で信号線１０を介して制御信号が送受信される。また、第２副制御ユニット２ｂから主制御ユニット１に対して信号線１０を介して６軸力センサ８の測定信号が送信される。主制御ユニット１は適宜第２副制御ユニット２ｂから受け取った測定信号に基づき、第１副制御ユニット２ａに送る制御信号を生成する。そして、第１副制御ユニット２ａが当該制御信号の通信に基づき、駆動系電源６からアクチュエータ７への電力供給を制御し、各関節部分２１１〜２１３、２２１〜２２３、２３１〜２３３、２４の屈伸駆動を制御する。これによりロボット２０の歩行機能等の種々の機能が発揮される。
【００４５】
一方、主制御ユニット１が通信状態が異常と判定した場合（図３／ｓ６‥ＮＯ）、報知表示器９に所定のエラーコードを表示させて通信状態が異常である旨を報知する（図３／ｓ９：本発明の「報知ステップ」）。これに伴い、ロボット２０の駆動制御が中止される（図３／ｓ１０）。
【００４６】
上述のように各関節部分２１１〜２１３、２２１〜２２３、２３１〜２３３、２４、特に股関節部分２１１および肩関節部分２２１には信号線１０、制御系電線１２および駆動系電線１３が密集している。したがって、各関節部分２１１〜２１３、２２１〜２２３、２３１〜２３３、２４、特に股関節部分２１１および肩関節部分２２１において信号線１０を通る制御信号が各電線１２、１３から生じるノイズの影響を受ける可能性が高い。
【００４７】
また、一般に、ロボット２０の歩行時、脚部２１の負荷は腕部２２、指部２３首関節部分２４の負荷よりも大きい。したがって、脚部２１の関節部分２１１〜２１３のアクチュエータ７には、腕部２２や指部２３等の関節部分２２１〜２２３、２３１〜２３３のアクチュエータ９よりも大きな電力が供給される。このため、脚部２１の関節部分２１１〜２１３に延びる駆動系電線１３からは、腕部２２や指部２３の関節部分２２１〜２２３、２３１〜２３３、首関節部分２４に延びる駆動系電線１３よりもノイズが生じる可能性が高い。この一方、脚部２１の駆動制御が適切に行われることがロボット２０の歩行に不可欠である。
【００４８】
さらに、ロボット２０の足首部分２１３に設けられた６軸力センサ８による測定信号が、各線１０、１２、１３の密度が高い股関節部分２１１等においてノイズの影響を受ける可能性が高い。制御信号がノイズの影響を受けなくても、測定信号がノイズの影響を受けると、当該測定信号に基づき生成される制御信号、ひいてはロボット２０の動作が不適切なものとなる。
【００４９】
これらの事情を踏まえると、当該ノイズによりアクチュエータ７の駆動制御が影響を受ける可能性の有無をロボット２０、ひいては脚部２１、腕部２２および指部２３等の駆動制御に先立ち、調べることは重要である。
【００５０】
かかる事情に鑑み、本方法によれば、主制御ユニット１と副制御ユニット２との間の試験信号（
1173662181920_7
／矢印３参照）および応答信号（
1173662181920_8
／矢印４参照）の通信結果に基づき、通信状態の正常・異常が判断される（
1173662181920_9
／ｓ６）。当該判断は、第１副制御ユニット２ａに駆動系電源６から電力供給されているために駆動系電線１３からノイズが発生し得る点で、ロボット２０の脚部２１等の駆動制御時と共通する状況で行われる。一方、当該判断は、アクチュエータ７に駆動系電源６から電力が供給されず、ロボット２０が駆動されない点で、ロボット２０の脚部２１等の駆動制御時と相違する状況で行われる。
【００５１】
したがって、信号線１０を通じた主制御ユニット１と副制御ユニット２との通信に異常があるにも関わらず脚部２１等が駆動される事態を防止しながら、駆動系電線１３から生じるノイズが当該通信に異常をきたす可能性の有無を判断することができる。
【００５２】
また、この判断結果はロボット２０の報知表示器９に表示されるのが正常コードかエラーコードかの別により報知される（
1173662181920_10
／ｓ７、ｓ９参照）。したがって、通信状態が異常であるとの判断結果を得た場合、当該通信状態を正常に戻すまでロボット２０を駆動させない等の措置を採ることができる。
【００５３】
なお、本発明の「連結体」は、本実施形態ではロボット２０の脚部２１、腕部２２、指部２３等により構成されているが、他の実施形態として精密器具製作用のロボットのアーム等、信号線を介した通信により制御され、駆動系電線や制御系電線を介して電力供給されるアクチュエータにより屈伸駆動される関節を有する種々の連結体であってもよい。
【００５４】
本実施形態では
1173662181920_11
に示すように副制御ユニット２として第１副制御ユニット２ａおよび第２副制御ユニット２ｂが併存する制御システムを対象として通信状態の正常・異常が判断されたが、他の実施形態として
1173662181920_12
に示すように副制御ユニット２として第１副制御ユニット２ａのみが含まれる制御システムを対象として通信状態の正常・異常が判断されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【1173662181920_13】本実施形態の通信状態判定方法の対象となる制御システムの構成説明図
【1173662181920_14】1173662181920_15に示す制御システムにより制御されるロボットの構成説明図
【1173662181920_16】本実施形態の通信状態判定方法を示すフローチャート
【1173662181920_17】他の実施形態の通信状態判定方法の対象となる制御システムの構成説明図
Claims (7)
- 複数の関節（２１１）（２１２）（２１３）（２２１）（２２２）（２２３）（２３１）（２３２）（２３３）（２４）を介して連結した連結体（２０）の全体的な駆動を制御する主制御ユニット（１）と、該連結体（２０）の一の関節部分（２１１）（２２１）を経由する信号線（１０）を介して該主制御ユニット（１）と通信可能に接続された複数の副制御ユニット（２）と、駆動系電源（６）と、該連結体（２０）の該一の関節部分（２１１）（２２１）を経由する駆動系電線（１３）を介して該駆動系電源（６）から電力が供給されることで各関節回りに該連結体（２０）を駆動するアクチュエータ（７）とを備え、
該複数の副制御ユニット（２）には、該駆動系電線（１３）の途中に設けられ、該主制御ユニット（１）との信号線（１０）を介した通信に基づき、該駆動系電源（６）から該アクチュエータ（７）への電力供給を制御することで該アクチュエータ（７）の作動を制御する第１副制御ユニット（２ａ）が含まれ、前記連結体（２０）の前記一の関節部分（２１１）（２２１）に前記主制御ユニット（１）と前記第１副制御ユニット（２ａ）を含む前記複数の副制御ユニット（２）のそれぞれとを接続する前記信号線（１０）および前記駆動系電源（６）と該第１副制御ユニット（２ａ）により作動が制御される前記アクチュエータ（７）とを接続する前記駆動系電線（１３）が密集している制御システムにおいて、
該主制御ユニット（１）および該複数の副制御ユニット（２）のそれぞれの間の該信号線（１０）を通じた通信状態の正常または異常を判定する方法であって、
前記駆動系電源（６）から前記駆動系電線（１３）を介した該アクチュエータ（７）への電力供給が停止されている状態で、前記第１副制御ユニット（２ａ）に対して該駆動系電線（１３）を介して該駆動系電源（６）の電力を供給する電力供給ステップと、
該電力供給ステップの実施により該駆動系電源（６）から該第１副制御ユニット（２ａ）へ電力が供給されている状態で、該主制御ユニット（１）と該第１副制御ユニット（２ａ）を含む前記複数の副制御ユニット（２）のそれぞれとの間で該信号線（１０）を介して試験通信を実施する試験通信ステップと、
該試験通信ステップにおいて実施された試験通信の結果に基づき、該主制御ユニット（１）と該複数の副制御ユニット（２）のそれぞれとの間の通信状態の正常または異常を判定する判定ステップとを備えていることを特徴とする通信状態判定方法。 - 前記制御システムは前記連結体（２０）の駆動状態を検出するセンサ（８）を備え、
前記複数の副制御ユニット（２）には該センサ（８）による検出信号を、前記信号線（１０）を介して前記主制御ユニット（１）に送信する第２副制御ユニット（２ｂ）が含まれ、
前記連結体（２０）の前記一の関節部分（２１１）（２２１）に前記主制御ユニット（１）と前記第１副制御ユニット（２ａ）および前記第２副制御ユニット（２ｂ）を含む前記複数の副制御ユニット（２）のそれぞれとを接続する前記信号線（１０）および前記駆動系電源（６）と該第１副制御ユニット（２ａ）により作動が制御される前記アクチュエータ（７）とを接続する前記駆動系電線（１３）が密集しており、
前記試験通信ステップにおいて、前記電力供給ステップの実施により該駆動系電源（６）から該第１副制御ユニット（２ａ）へ電力が供給されている状態で、該主制御ユニット（１）と該第１副制御ユニット（２ａ）および該第２副制御ユニット（２ｂ）を含む前記複数の副制御ユニット（２）のそれぞれとの間で該信号線（１０）を介して試験通信を実施することを特徴とする請求項１記載の通信状態判定方法。 - 前記制御システムは制御系電源（５）と、前記連結体（２０）の前記一の関節部分を経由して該制御系電源（５）と前記第１副制御ユニット（２ａ）を含む前記複数の副制御ユニット（２）のそれぞれとを接続する制御系電線（１２）とを備え、該複数の副制御ユニット（２）のそれぞれは該制御系電源（５）からの電力供給により前記主制御ユニット（１）との前記信号線（１０）を介した通信が可能とされ、
前記連結体（２０）の前記一の関節部分（２１１）（２２１）に前記主制御ユニット（１）と前記第１副制御ユニット（２ａ）を含む前記複数の副制御ユニット（２）のそれぞれとを接続する前記信号線（１０）および前記制御系電線（１２）、ならびに前記駆動系電源（６）と該第１副制御ユニット（２ａ）により作動が制御される前記アクチュエータ（７）とを接続する前記駆動系電線（１３）が密集していることを特徴とする請求項１記載の通信状態判定方法。 - 前記制御システムは制御系電源（５）と、前記連結体（２０）の前記一の関節部分を経由して該制御系電源（５）と前記第１副制御ユニット（２ａ）および第２副制御ユニット（２ｂ）を含む前記複数の副制御ユニット（２）のそれぞれとを接続する制御系電線（１２）とを備え、該複数の副制御ユニット（２）のそれぞれは該制御系電源（５）からの電力供給により前記主制御ユニット（１）との前記信号線（１０）を介した通信が可能とされ、
前記連結体（２０）の前記一の関節部分（２１１）（２２１）に前記主制御ユニット（１）と前記第１副制御ユニット（２ａ）および前記第２副制御ユニット（２ｂ）を含む前記複数の副制御ユニット（２）のそれぞれとを接続する前記信号線（１０）および前記制御系電線（１２）、ならびに前記駆動系電源（６）と該第１副制御ユニット（２ａ）により作動が制御される前記アクチュエータ（７）とを接続する前記駆動系電線（１３）が密集していることを特徴とする請求項２記載の通信状態判定方法。 - 判定ステップにおける判定結果を報知する報知ステップを備えていることを特徴とする請求項１、２、３または４記載の通信状態判定方法。
- 前記連結体の複数の関節は脚式移動ロボット（２０）の関節（２１１）（２１２）（２１３）（２２１）（２２２）（２２３）（２３１）（２３２）（２３３）（２４）であることを特徴とする請求項１、２、３または４記載の通信状態判定方法。
- 前記連結体の複数の関節は脚式移動ロボット（２０）の関節（２１１）（２１２）（２１３）（２２１）（２２２）（２２３）（２３１）（２３２）（２３３）（２４）であることを特徴とする請求項５記載の通信状態判定方法。
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