JP4479578B2 - Emergency stop system for mobile robot - Google Patents

Emergency stop system for mobile robot Download PDF

Info

Publication number
JP4479578B2
JP4479578B2 JP2005135476A JP2005135476A JP4479578B2 JP 4479578 B2 JP4479578 B2 JP 4479578B2 JP 2005135476 A JP2005135476 A JP 2005135476A JP 2005135476 A JP2005135476 A JP 2005135476A JP 4479578 B2 JP4479578 B2 JP 4479578B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
robot
self
emergency stop
position detection
detection signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2005135476A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2006312208A (en
Inventor
裕樹 伊豆
貴史 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2005135476A priority Critical patent/JP4479578B2/en
Publication of JP2006312208A publication Critical patent/JP2006312208A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4479578B2 publication Critical patent/JP4479578B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Manipulator (AREA)

Description

本発明は、移動型ロボットの非常停止システムに関する。より詳細には、ロボットが自己位置を検出する自己位置検出装置を備える自律移動型ロボットの非常停止システムに関するものである。 The present invention relates to an emergency stop system for a mobile robot. More specifically, the present invention relates to an emergency stop system for an autonomous mobile robot including a self-position detecting device that detects a self-position of the robot.

電波や超音波を利用することによって位置を検出する装置が開発されている。この装置をロボットに内蔵し、ロボットの活動範囲に飛来する電波をロボットで受信し、受信した電波を分析することによってロボットの自己位置を検出する自律移動型ロボットが開発されている。なお、この自己位置検出の技術には、人工衛星から発信される電波を受信して位置を検出するＧＰＳと同様の技術が利用されている。   An apparatus for detecting a position by using radio waves or ultrasonic waves has been developed. An autonomous mobile robot has been developed that incorporates this device in a robot, receives the radio waves flying into the robot's activity range, and detects the position of the robot by analyzing the received radio waves. As the self-position detection technique, a technique similar to GPS that detects a position by receiving a radio wave transmitted from an artificial satellite is used.

また、自己位置検出の方法としては、上記した方法以外にも、ロボットの活動範囲に向けて超音波を送信し、ロボットで受信した超音波の受信タイミングを分析することによってロボットの自己位置を検出することができる。あるいは、ロボットに電波レーダや超音波レーダを搭載することによって、レーダの位置を検出してロボットの自己位置を検出することもできる。   In addition to the method described above, the self-position detection method detects the robot's self-position by transmitting ultrasonic waves toward the robot's activity range and analyzing the reception timing of the ultrasonic waves received by the robot. can do. Alternatively, by mounting a radio wave radar or an ultrasonic radar on the robot, the position of the radar can be detected to detect the self position of the robot.

このような自律移動型ロボットは、人の作業を代替することや、人と同じ環境下において協調作業を行うことが予想される。そのため、ロボットの作業環境には、構築物、装置、あるいは器具など様々なものが存在する可能性がある。このような環境下でロボットが作業を行うと、人や物に干渉するおそれがあり、干渉した場合にはロボットを迅速かつ安全に停止させる必要がある。   Such an autonomous mobile robot is expected to replace human work and perform cooperative work in the same environment as humans. Therefore, there may be various things such as a structure, an apparatus, or an instrument in the work environment of the robot. If the robot performs work in such an environment, there is a risk of interference with people or objects. In the case of interference, it is necessary to stop the robot quickly and safely.

そのためにロボットの非常停止装置が色々と開発されている。例えば、特公平４−１１３５６号公報に開示されているように無線や赤外線で停止信号をロボットに送信するものや、特開平５−３１８４３１号公報に開示されているように特定の周波数の音波を停止信号として利用するものなどがある。   For this reason, various emergency stop devices for robots have been developed. For example, as disclosed in Japanese Patent Publication No. 4-11356, a stop signal is transmitted to the robot by radio or infrared, or a sound wave having a specific frequency is disclosed as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-318431. Some are used as stop signals.

特公平４−１１３５６号公報Japanese Examined Patent Publication No. 4-11356 特開平５−３１８４３１号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-318431

しかしながら、上記した従来の非常停止装置では、無線、赤外線、あるいは音波などによる停止信号を利用するため、予期せぬ外乱などによって停止信号がロボットで受信されないおそれがあった。つまり、ロボットを確実に停止させることができないおそれがあった。例えば、複数台のロボットを協働的に動作させる場合には、各ロボットからコントローラ（指令側）に送信される信号やコントローラから各ロボットに送信される信号が干渉して停止信号を各ロボットが受信することができなくなり、ロボットが停止しないおそれがある。また、複数台のロボットの陰に入ってしまい物理的に停止信号がロボットに届かずにロボットが停止しないおそれもある。   However, since the conventional emergency stop device described above uses a stop signal by radio, infrared, or sound wave, the stop signal may not be received by the robot due to an unexpected disturbance. That is, there is a possibility that the robot cannot be stopped reliably. For example, when a plurality of robots are operated cooperatively, a signal transmitted from each robot to the controller (command side) or a signal transmitted from the controller to each robot interferes, and each robot generates a stop signal. The robot may not be able to receive and the robot may not stop. In addition, there is a possibility that the robot does not stop because it enters the shadow of a plurality of robots and the stop signal does not physically reach the robot.

さらに、近年では、様々な環境でロボットが使用されるため、コントローラとロボットとの間で送受信される信号以外の無線信号や電気製品などからの予期困難な外乱の発生によって、停止信号を受信することができないような場合も考えられる。   Furthermore, in recent years, since robots are used in various environments, stop signals are received due to the occurrence of unexpected disturbances from radio signals and electrical products other than signals transmitted and received between the controller and the robot. There are cases where this is not possible.

そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、ロボットが非常停止信号を受信することができない状態であっても、ロボットを確実に非常停止させることができる自律移動型ロボットの非常停止システムを提供することを課題とする。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and is an autonomous mobile type that can surely make an emergency stop even when the robot cannot receive an emergency stop signal. It is an object to provide an emergency stop system for a robot.

上記問題点を解決するためになされた本発明に係る自律移動型ロボットの非常停止システムは、ロボット外部に設置されたコントローラからの指令信号に基づいて作動する自律移動型ロボットの非常停止システムにおいて、前記ロボットが自己位置を検出するための自己位置検出信号を発信・停止する自己位置検出信号発信手段をロボット外部に備え、前記指令信号および前記自己位置検出信号を受信する受信手段と、前記受信手段により受信された前記指令信号及び前記自己位置検出信号の内容に基づき前記ロボットの動作を制御する制御手段とを前記ロボット内に備え、前記制御手段は、前記受信手段が前記指令信号として非常停止信号を受信したとき、または前記自己位置検出信号発信手段が前記自己位置検出信号を停止して前記受信手段が前記自己位置検出信号を受信しなくなったときに、前記ロボットを非常停止させることを特徴とするものである。 Emergency shutdown system of the autonomous mobile robot according to the present invention has been made in order to solve the above problems, the emergency stop system of the autonomous mobile robot to operate in accordance with a command signal from the controller installed in the robot outside, A receiving means for receiving the command signal and the self-position detection signal, comprising: a self-position detection signal sending means for sending and stopping a self-position detection signal for detecting the self-position of the robot; Control means for controlling the operation of the robot based on the contents of the command signal and the self-position detection signal received by the robot, and the control means has an emergency stop signal as the command signal. when receiving, or the receiving the self-position detecting signal transmitter stops the self-position detecting signal When the stage stops receiving the self-position detection signal, it is characterized in that for emergency stop the robot.

この非常停止システムでは、受信手段が非常停止信号を受信すると、制御手段によりロボットを非常停止させる。この非常停止信号は無線によってロボットに送信されるため、従来の装置と同様に、受信手段が非常停止信号を受信することができないおそれがある。しかしながら、この非常停止システムでは、受信手段が自己位置検出信号を受信しないときにも、制御手段によってロボットを非常停止させるようにしている。 In this emergency stop system , when the receiving means receives the emergency stop signal, the robot is emergency stopped by the control means. Since this emergency stop signal is transmitted to the robot by radio, there is a possibility that the receiving means cannot receive the emergency stop signal as in the conventional apparatus. However, in this emergency stop system , even when the receiving means does not receive the self-position detection signal, the robot is emergency stopped by the control means.

ここで、自己位置検出信号を発信する自己位置検出信号発信手段は指令側で制御することができるので、自己位置検出信号の発信を停止させることにより、受信手段が自己位置検出信号を受信しない状態を作り出すことができる。従って、ロボットを非常停止させる場合には、指令側で非常停止信号を発信するとともに、自己位置検出信号の発信を停止させることにより、ロボットを確実に非常停止させることができる。   Here, since the self-position detection signal transmission means for transmitting the self-position detection signal can be controlled on the command side, the reception means does not receive the self-position detection signal by stopping the transmission of the self-position detection signal Can produce. Therefore, when the robot is to be emergency stopped, the emergency stop signal is transmitted on the command side and the transmission of the self-position detection signal is stopped, so that the robot can be surely emergency stopped.

つまり、この非常停止システムでは、非常停止信号が受信手段により受信された場合には、従来技術と同様に、非常停止信号に基づいて制御手段によりロボットを非常停止させる。また、非常停止信号が受信手段により受信されなかった場合でも、自己位置検出信号の発信が停止されているため、受信手段は自己位置検出信号も受信しない。このため、制御手段によってロボットは非常停止させられる。従って、ロボットが非常停止信号を受信することができない状態であっても、ロボットを確実に非常停止させることができる。 That is, in this emergency stop system , when an emergency stop signal is received by the receiving means, the robot is emergency stopped by the control means based on the emergency stop signal, as in the prior art. Even when the emergency stop signal is not received by the receiving means, since the transmission of the self-position detection signal is stopped, the receiving means does not receive the self-position detection signal. For this reason, the robot is brought to an emergency stop by the control means. Therefore, even when the robot cannot receive the emergency stop signal, the robot can be surely emergency stopped.

本発明に係る自律移動型ロボットの非常停止システムにおいては、前記自己位置検出信号発信手段を複数備えており、前記制御手段は、前記受信手段が前記指令信号として非常停止信号を受信したとき、または前記各自己位置検出信号からの自己位置検出信号のすべてを受信しなくなったときに、前記ロボットを非常停止させることが望ましい。 The emergency stop system for an autonomous mobile robot according to the present invention comprises a plurality of the self-position detection signal transmitting means, and the control means receives the emergency stop signal as the command signal when the receiving means, or It is desirable that the robot is brought to an emergency stop when all of the self-position detection signals from the self-position detection signals are not received.

自己位置検出信号発信手段を１台のみ設けている場合、自己位置検出信号発信手段からの信号発信が停止されたときには、非常停止のために自己位置検出信号発信手段からの信号発信が停止された場合と、自己位置検出信号発信手段等の故障による場合とが考えられる。このため、自己位置検出信号発信手段等の故障によって信号発信が停止した場合であっても、ロボットが非常停止してしまう。   When only one self-position detection signal transmission means is provided, when signal transmission from the self-position detection signal transmission means is stopped, signal transmission from the self-position detection signal transmission means is stopped due to an emergency stop. The case may be due to a failure of the self-position detection signal transmission means or the like. For this reason, even if the signal transmission is stopped due to a failure of the self-position detection signal transmission means or the like, the robot is brought to an emergency stop.

そこで、この自律移動型ロボットの非常停止システムでは、自己位置検出信号発信手段を複数設けて、制御手段によって、受信手段が指令信号として非常停止信号を受信したとき、または各自己位置検出信号からの自己位置検出信号のすべてを受信しなくなったときに、ロボットを非常停止させるようにしている。これにより、すべての自己位置検出信号発信手段が同時に故障する可能性は非常に低いので、故障によって信号発信が停止した場合であっても、受信手段は、いずれかの自己位置検出信号発信手段からの自己位置検出信号発信を受信することができる。従って、自己位置検出信号発信装置の故障などによって自己位置検出信号の発信が停止した場合には、ロボットは非常停止することなく通常動作を続行する。つまり、この非常停止システムでは、非常停止させる必要がある場合にのみ確実にロボットを非常停止させることができる。 Therefore, in this emergency stop system for an autonomous mobile robot, a plurality of self-position detection signal transmission means are provided, and when the receiving means receives an emergency stop signal as a command signal by the control means, or from each self-position detection signal. When all of the self-position detection signals are not received, the robot is caused to make an emergency stop. As a result, the possibility that all the self-position detection signal transmission means will fail at the same time is very low, so even if the signal transmission is stopped due to a failure, the reception means is The self-position detection signal transmission can be received. Therefore, when the transmission of the self-position detection signal is stopped due to a failure of the self-position detection signal transmission device or the like, the robot continues the normal operation without making an emergency stop. That is, in this emergency stop system , the robot can be surely made to make an emergency stop only when an emergency stop is required.

また、本発明に係る自律移動型ロボットの非常停止システムにおいては、前記コントローラは、前記指令信号として非常停止信号を発信する場合、前記自己位置検出信号発信手段から発信されている前記自己位置検出信号を停止させることが望ましい。 In the emergency stop system for an autonomous mobile robot according to the present invention, when the controller transmits an emergency stop signal as the command signal, the self-position detection signal transmitted from the self-position detection signal transmission means. It is desirable to stop.

こうすることにより、非常停止信号を出すだけで自己位置検出信号の発信も停止されるので、オペレータは従来と同様の操作を行えばよいからである。   By doing so, since the transmission of the self-position detection signal is stopped only by issuing the emergency stop signal, the operator only has to perform the same operation as before.

本発明に係る自律移動型ロボットの非常停止システムによれば、上述した通り、ロボットが非常停止信号を受信することができない状態であっても、ロボットを確実に非常停止させることができる自律移動型ロボットの非常停止システムが提供されている。 According to the emergency stop system for an autonomous mobile robot according to the present invention, as described above, the autonomous mobile type can reliably stop the robot even when the robot cannot receive the emergency stop signal. A robot emergency stop system is provided.

以下、本発明の自律移動型ロボットの非常停止システムを具体化した最も好適な実施の形態について、図面に基づき詳細に説明する。本実施の形態では、２台の二足歩行ロボットを協働的に動作させている場合について説明する。 DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a most preferred embodiment that embodies an emergency stop system for an autonomous mobile robot according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In this embodiment, a case where two biped walking robots are operated cooperatively will be described.

まず、ロボットの機械構成について図１を参照しながら簡単に説明する。図１は、ロボットの機械構成を示すスケルトン図である。ロボット５０は、体幹（胴体）に対して両足と両腕が揺動可能に連結されており、各関節にエンコーダ付きのアクチュエータ１〜１７を備えている。具体的に、ロボット５０は、左右の股関節にそれぞれ２つのアクチュエータ１，２と６，７を備えており２軸の自由度を持っている。以下同様に、ロボット５０は、腰関節にアクチュエータ１７が備えており１軸の自由度を持ち、左右の膝関節にそれぞれアクチュエータ３と８を備えており１軸の自由度を持ち、左右の足首関節にそれぞれアクチュエータ１３と１６を備えており１軸の自由度を持っている。これにより、ロボット５０は、各アクチュエータ１〜１７の動作により各関節角を調節することができ、各関節角を計測することができるようになっている。   First, the mechanical configuration of the robot will be briefly described with reference to FIG. FIG. 1 is a skeleton diagram showing the mechanical configuration of the robot. In the robot 50, both legs and both arms are swingably connected to the trunk (torso), and each joint has actuators 1 to 17 with encoders. Specifically, the robot 50 includes two actuators 1, 2, 6 and 7 at the left and right hip joints, respectively, and has two axes of freedom. Similarly, the robot 50 is provided with the actuator 17 at the hip joint and has one axis of freedom, the actuators 3 and 8 are provided at the left and right knee joints, respectively, and has one axis of freedom, and the left and right ankles. The joints are provided with actuators 13 and 16, respectively, and have one axis of freedom. Thereby, the robot 50 can adjust each joint angle by operation | movement of each actuator 1-17, and can measure each joint angle.

次に、ロボットの動作環境について図２を参照しながら説明する。図２は、ロボットの動作環境の状態を模式的に示す説明図である。上記したロボット５０は、基本的にはコントローラ６０によって操縦される。また、ロボット５０の活動範囲には自己位置検出信号２１を発信する自己位置検出信号発信装置２０が３つ設けられている。これにより、ロボット５０の範囲全域に自己位置検出信号２１が飛来する。なお、自己位置検出信号発信装置２０は、ロボット５０の活動範囲の大きさに基づいて適宜最適な台数（活動範囲全域に自己位置検出信号を飛来させられる台数）を設置すればよい。この自己位置検出信号２１をロボット５０（正確には後述するコンピュータ装置３０）が受信し、受信した自己位置検出信号２１を分析することによって自己位置が検出されるようになっている。なお、自己位置検出信号２１としては、例えば、赤外線、レーザー、電波、超音波、電波レーダや超音波レーダ、それらを組み合わせたもの（例えば、室内ＧＰＳもしくは赤外線とレーザーを用いたもの）などを利用することができる。   Next, the operating environment of the robot will be described with reference to FIG. FIG. 2 is an explanatory diagram schematically showing the state of the operating environment of the robot. The above-described robot 50 is basically operated by the controller 60. Further, three self-position detection signal transmission devices 20 that transmit the self-position detection signal 21 are provided in the activity range of the robot 50. Thereby, the self-position detection signal 21 jumps over the entire range of the robot 50. The self-position detection signal transmission device 20 may be installed in an optimal number (the number of self-position detection signals that can fly over the entire activity range) as appropriate based on the size of the activity range of the robot 50. The self-position detection signal 21 is received by the robot 50 (more precisely, a computer device 30 described later), and the self-position is detected by analyzing the received self-position detection signal 21. As the self-position detection signal 21, for example, infrared rays, lasers, radio waves, ultrasonic waves, radio wave radars or ultrasonic radars, or a combination thereof (for example, indoor GPS or signals using infrared rays and lasers) are used. can do.

なお、本実施の形態においては、自己位置検出信号発信装置として室内ＧＰＳを使用している。室内ＧＰＳでは、赤外線ＬＥＤとレーザーを発信して、これらをロボットが受信することにより自己位置が検出されるようになっている。室内ＧＰＳを使用するのは、各種電波との干渉を回避するためである。   In the present embodiment, indoor GPS is used as the self-position detection signal transmission device. In indoor GPS, an infrared LED and a laser are transmitted, and the robot receives these to detect its own position. The reason why the indoor GPS is used is to avoid interference with various radio waves.

そして、本実施の形態では、図２に示すように、２台のロボット５０，５０を協動的に動作させている。そして、ロボット５０，５０は、コントローラ６０からの指令に基づいて動作するようになっている。また、コントローラ６０には、ロボット５０を非常停止させるための非常停止ボタン６１（図３参照）が設けられている。なお、コントローラ６０からの指令は、無線によってロボット５０，５０に送信される。また、ロボット５０，５０の状態データがコントローラに無線によって送信されるようになっている。   In this embodiment, as shown in FIG. 2, the two robots 50 and 50 are operated cooperatively. The robots 50 and 50 are configured to operate based on commands from the controller 60. Further, the controller 60 is provided with an emergency stop button 61 (see FIG. 3) for emergency stopping the robot 50. The command from the controller 60 is transmitted to the robots 50 and 50 by radio. In addition, the status data of the robots 50 and 50 is transmitted to the controller by radio.

続いて、上記したロボット５０の動作（歩行動作）について、図３を参照しながら簡単に説明する。図３は、ロボットが歩行する様子を簡単に示した斜視図である。ロボット５０は、体幹と左足先と右足先と左手先と右手先の位置を指示する歩容データに従って、体幹に対して両足と両腕の相対的姿勢を変化させて動作するようになっている。より具体的に本実施の形態では、ロボット５０の右足２２が接地している間に左足２４を遊脚として軌道２４ａのように移動させ、左足２４が接地すると今度は右足２２を遊脚として軌道２２ａのように移動させる。以後同様に、左足２４を遊脚として軌道２４ｂのように移動させ、次に右足２２を遊脚として軌道２２ｂのように移動させて歩行を続ける。また、両腕２６，２７についても、両足２２，２４と基本的に同様の原理により動作させることができる。   Next, the operation (walking operation) of the robot 50 will be briefly described with reference to FIG. FIG. 3 is a perspective view simply showing how the robot walks. The robot 50 operates by changing the relative postures of both feet and arms with respect to the trunk according to the gait data indicating the positions of the trunk, left toe, right foot, left hand and right hand. ing. More specifically, in the present embodiment, while the right foot 22 of the robot 50 is in contact with the ground, the left foot 24 is moved as a free leg like a track 24a, and when the left foot 24 touches, this time the right foot 22 is used as a free leg. It moves like 22a. Thereafter, similarly, the left foot 24 is moved as a free leg like a track 24b, and then the right foot 22 is moved as a free leg like a track 22b to continue walking. Also, both arms 26 and 27 can be operated on the same principle as both feet 22 and 24.

ここで、ロボット５０が歩行を続けるには、体幹の基準位置Ｗと両足先（左足先Ｌｆ、右足先Ｒｆ）の軌道２２ａ，２２ｂ，２４ａ，２４ｂを記憶するデータが必要である。また、両腕２６，２７を動かすためには、体幹の基準位置Ｗと両手先（左手先Ｌｈ、右手先Ｒｈ）の軌道を記憶するデータが必要である。このため、このようなデータ（歩容データ）を作成するコンピュータ装置３０（図４参照）がロボット５０に内蔵されている。このコンピュータ装置３０が本発明の「受信手段」および「制御手段」に相当する。なお、コンピュータ装置３０のハードウェア構成は、汎用のコンピュータと同じであるから説明を省略する。   Here, in order for the robot 50 to continue walking, data for storing the reference position W of the trunk and the trajectories 22a, 22b, 24a, and 24b of both toes (left toe Lf, right toe Rf) is necessary. Further, in order to move both arms 26 and 27, data for storing the reference position W of the trunk and the trajectories of both hands (left hand tip Lh, right hand tip Rh) is necessary. Therefore, a computer device 30 (see FIG. 4) for creating such data (gait data) is built in the robot 50. The computer device 30 corresponds to “reception unit” and “control unit” of the present invention. Since the hardware configuration of the computer device 30 is the same as that of a general-purpose computer, description thereof is omitted.

歩容データは、ロボット５０が活動する空間の座標を定めるグローバル座標系において、体幹と両足先と両手先の位置を指示するものである。ここで、体幹と両足先と両手先の位置を指示するために、体幹と左足先と右足先と左手先と右手先にそれぞれ基準点が定められている。そして、歩容データは、体幹の基準点と左足先の基準点と右足先の基準点と左手先の基準点と右手先の基準点の位置を経時的に指示する、グローバル座標系での座標データ（ｘ，ｙ，ｚ）を備えている。この座標データ（ｘ，ｙ，ｚ）は、ロボット５０の動作開始からの経時時間ｔに対して変化する。   The gait data indicates the positions of the trunk, both feet, and both hands in a global coordinate system that defines the coordinates of the space in which the robot 50 is active. Here, in order to indicate the positions of the trunk, both feet, and both hands, reference points are defined on the trunk, left foot, right foot, left hand, and right hand, respectively. The gait data is a global coordinate system that indicates the positions of the trunk reference point, the left foot reference point, the right foot reference point, the left hand reference point, and the right hand reference point over time. Coordinate data (x, y, z) is provided. The coordinate data (x, y, z) changes with the elapsed time t from the start of the operation of the robot 50.

そして、ロボット５０には、コンピュータ装置３０とともに、図４に示すように、ロボット５０を運動させるための装置（関節角群計算装置３１、アクチュエータ制御装置３２）が備わっている。また、コンピュータ装置３０は、ロボット５０の姿勢を決めるためのデータ群（基本歩容データ）を記憶している。そして、コンピュータ装置３０は、記憶している基本歩容データに基づいて、関節角群計算装置３１、アクチュエータ制御装置３２を制御するようになっている。なお、図４は、ロボットの制御システムを示すブロック図である。   As shown in FIG. 4, the robot 50 includes devices (joint angle group calculation device 31 and actuator control device 32) for moving the robot 50, as shown in FIG. 4. Further, the computer device 30 stores a data group (basic gait data) for determining the posture of the robot 50. The computer device 30 controls the joint angle group calculation device 31 and the actuator control device 32 based on the stored basic gait data. FIG. 4 is a block diagram showing a robot control system.

ここで、関節角群計算装置３１は、歩容データ（Ｌfs(t)，Ｒfs(t)，Ｌhs(t)，Ｒhs(t)，Ｗs(t)）から、いわゆる逆キネマティクスを解いて各関節角を計算するものである。そして、関節角群計算装置３１は、計算した関節角群をアクチュエータ制御装置３２に送るようになっている。アクチュエータ制御装置３２は、ロボット５０の各関節のアクチュエータ１〜１７の駆動を制御するものである。そして、アクチュエータ制御装置３２は、関節角群計算装置３１から送られてくる関節角群に基づいて、各関節のアクチュエータ１〜１７の駆動を制御し、ロボット５０の関節角を計算された関節角に調整するようになっている。   Here, the joint angle group calculation device 31 solves so-called inverse kinematics from the gait data (Lfs (t), Rfs (t), Lhs (t), Rhs (t), Ws (t)). The joint angle is calculated. Then, the joint angle group calculation device 31 sends the calculated joint angle group to the actuator control device 32. The actuator control device 32 controls driving of the actuators 1 to 17 of each joint of the robot 50. Then, the actuator control device 32 controls the driving of the actuators 1 to 17 of each joint based on the joint angle group sent from the joint angle group calculation device 31 and calculates the joint angle of the robot 50. It is supposed to adjust to.

また、コンピュータ装置３０は、自己位置検出信号発信装置２０から発信されている自己位置検信号２１を受信して、受信した自己位置検出信号２１を分析することによって自己位置を検出し、自己位置に基づき歩容データを修正する。   In addition, the computer device 30 receives the self-position detection signal 21 transmitted from the self-position detection signal transmission device 20, analyzes the received self-position detection signal 21, detects the self-position, and sets the self-position detection signal to the self-position. Based on the gait data.

次に、ロボット５０を非常停止させる場合について、図５および図６を参照しながら説明する。図５は、非常停止処理が実行されたときのロボットの動作環境の状態を模式的に示す説明図である。図６は、非常停止処理の内容を示すフローチャートである。ロボットの非常停止は、オペレータの判断により非常停止ボタン６１が押下されることにより実行される。本実施の形態では、例えば、ロボット５０，５０同士が干渉したとき（あるいは干渉しそうになったとき）に、非常停止ボタン６１が押下される。   Next, an emergency stop of the robot 50 will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is an explanatory diagram schematically showing the state of the operating environment of the robot when the emergency stop process is executed. FIG. 6 is a flowchart showing the contents of the emergency stop process. The emergency stop of the robot is executed by pressing the emergency stop button 61 according to the judgment of the operator. In the present embodiment, for example, when the robots 50 and 50 interfere with each other (or when they are likely to interfere), the emergency stop button 61 is pressed.

オペレータによって非常停止ボタン６１が押下されると、コントローラ６０から非常停止指令がロボット５０，５０のコンピュータ装置３０，３０に送信される。また、コントローラ６０は、自己位置検出信号発信装置２０，２０，２０をすべてオフにして、自己位置検出信号２１，２１，２１の発信を停止させる。これにより、図５に示すように、ロボット５０，５０の活動範囲内においては、自己位置検出信号発信装置２０，２０，２０からの自己位置検出信号２１，２１，２１が飛来しなくなる。   When the emergency stop button 61 is pressed by the operator, an emergency stop command is transmitted from the controller 60 to the computer devices 30 and 30 of the robots 50 and 50. In addition, the controller 60 turns off all of the self-position detection signal transmission devices 20, 20, 20 and stops the transmission of the self-position detection signals 21, 21, 21. As a result, as shown in FIG. 5, the self-position detection signals 21, 21, 21 from the self-position detection signal transmission devices 20, 20, 20 do not fly within the activity range of the robots 50, 50.

一方、ロボット５０では、コンピュータ装置３０により図６に示す非常停止処理のサブルーチンが数ｍｓ周期で実行されている。ここで、この処理内容について説明する。まず、非常停止指令を受信したか否かが判断される（Ｓ１）。このとき、非常停止指令を受信した場合には（Ｓ１：ＹＥＳ）、コンピュータ装置３０はアクチュエータ制御装置３２を介して各アクチュエータ１〜１７を初期状態に戻してロボット５０を停止させる（Ｓ３）。そして、このサブルーチンの処理を終了する。一方、非常停止指令を受信していない場合には（Ｓ１：ＮＯ）、自己位置検出信号２１，２１，２１のいずれかを受信しているか否かが判断される（Ｓ２）。   On the other hand, in the robot 50, the emergency stop processing subroutine shown in FIG. Here, the contents of this processing will be described. First, it is determined whether an emergency stop command has been received (S1). At this time, when an emergency stop command is received (S1: YES), the computer device 30 returns the actuators 1 to 17 to the initial state via the actuator control device 32 and stops the robot 50 (S3). Then, the subroutine processing is terminated. On the other hand, if the emergency stop command has not been received (S1: NO), it is determined whether any of the self-position detection signals 21, 21, 21 has been received (S2).

Ｓ２において、自己位置検出信号２１，２１，２１のいずれも受信していない場合には（Ｓ２：ＹＥＳ）、コンピュータ装置３０はアクチュエータ制御装置３２を介して各アクチュエータ１〜１７を初期状態に戻してロボット５０を停止させる（Ｓ３）。そして、このサブルーチンの処理を終了する。一方、自己位置検出信号２１，２１，２１のいずかを受信している場合には（Ｓ２：ＮＯ）、このサブルーチンの処理を終了する。つまり、ロボット５０は、通常動作を続行する。
なお、Ｓ３の処理において、ロボット５０が転倒しない姿勢であれば、各アクチュエータ１〜１７を初期状態に戻すことなく直ちに停止させてもよい。 If none of the self-position detection signals 21, 21, 21 has been received in S 2 (S 2: YES), the computer device 30 returns the actuators 1 to 17 to the initial state via the actuator control device 32. The robot 50 is stopped (S3). Then, the subroutine processing is terminated. On the other hand, if any of the self-position detection signals 21, 21, 21 is received (S2: NO), the processing of this subroutine is terminated. That is, the robot 50 continues normal operation.
In the process of S3, if the robot 50 does not fall, the actuators 1 to 17 may be stopped immediately without returning to the initial state.

このように、ロボット５０は、非常停止指令を受信したとき（Ｓ２：ＹＥＳ）、あるいは自己位置検出信号２１，２１，２１のいずれも受信しなくなったとき（Ｓ２：ＹＥＳ）に非常停止することになる。ここで、従来技術のように非常停止指令のみでロボット５０を非常停止させようとした場合には、本実施の形態では無線により非常停止指令を送信しているため、予期せぬ外乱などによって非常停止指令をロボット５０が受信しないおそれがある。しかしながら、本実施の形態では、非常停止指令がロボット５０に受信されなかった場合であっても、自己位置検出信号２１，２１，２１のいずれも受信しなくなったときにロボット５０が非常停止させられる。   As described above, the robot 50 is to make an emergency stop when the emergency stop command is received (S2: YES) or when none of the self-position detection signals 21, 21, 21 is received (S2: YES). Become. Here, when the robot 50 is to be emergency stopped only by the emergency stop command as in the prior art, the emergency stop command is transmitted wirelessly in the present embodiment. There is a possibility that the robot 50 does not receive the stop command. However, in this embodiment, even if the emergency stop command is not received by the robot 50, the robot 50 is emergency stopped when none of the self-position detection signals 21, 21, 21 is received. .

そして、本実施の形態では、ロボット５０を非常停止させる場合には、オペレータによって非常停止ボタン６１が押下される。そうすると、コントローラ６０により、ロボット５０に対して非常停止指令が送信されるとともに、自己位置検出信号２１，２１，２１の発信がすべて停止させられる。従って、ロボット５０が非常停止指令を受信することができなかった場合であっても、自己位置検出信号２１，２１，２１の発信がすべて停止させられるので、ロボット５０を確実に非常停止させることができる。   In the present embodiment, when the robot 50 is to be brought to an emergency stop, the emergency stop button 61 is pressed by the operator. Then, the controller 60 transmits an emergency stop command to the robot 50 and stops the transmission of the self-position detection signals 21, 21, and 21. Accordingly, even when the robot 50 cannot receive the emergency stop command, the transmission of the self-position detection signals 21, 21, and 21 is all stopped, so that the robot 50 can be surely emergency stopped. it can.

ここで、自己位置検出信号発信装置２０が何らかの原因で故障した場合にも、自己位置検出信号２１の発信が停止されることもあり得る。しかしながら、本実施の形態では、自己位置検出信号発信装置２０を３台設けており、すべての自己位置検出信号発信装置２０が同時に同時に故障する可能性は非常に低い。このため、いずれかの自己位置検出信号発信装置２０が故障しても、コンピュータ装置３０は、故障していない自己位置検出信号発信装置２０からの自己位置検出信号２１を受信することができる。これにより、ロボット５０は、非常停止することなく通常動作を続ける。つまり、本実施の形態では、ロボット５０を非常停止させる必要がある場合にのみ、確実にロボット５０を非常停止させることができる。   Here, even when the self-position detection signal transmission device 20 fails for some reason, the transmission of the self-position detection signal 21 may be stopped. However, in this embodiment, three self-position detection signal transmitters 20 are provided, and it is very unlikely that all the self-position detection signal transmitters 20 will simultaneously fail. For this reason, even if any of the self-position detection signal transmission devices 20 breaks down, the computer device 30 can receive the self-position detection signal 21 from the self-position detection signal transmission device 20 that has not failed. Thereby, the robot 50 continues normal operation without an emergency stop. That is, in the present embodiment, the robot 50 can be surely made to make an emergency stop only when the robot 50 needs to be made an emergency stop.

以上、詳細に説明したように本実施の形態に係る非常停止システムによれば、オペレータによって非常停止ボタン６１が押下されると、コントローラ６０により、ロボット５０に対して非常停止指令が送信されるとともに、自己位置検出信号２１，２１，２１の発信がすべて停止させられる。そして、ロボット５０のコンピュータ装置３０がコントローラ６０からの非常停止指令を受信すると、ロボット５０が非常停止する。また、ロボット５０のコンピュータ装置３０が非常停止指令を受信することができなかった場合であっても、自己位置検出信号２１，２１，２１の発信がすべて停止させられているので、ロボット５０は非常停止する。このように、本実施の形態に係る非常停止システムによれば、ロボット５０が非常停止指令を受信することができない状態であっても、ロボット５０を確実に非常停止させることができる。 As described above, according to the emergency stop system according to the present embodiment, when the emergency stop button 61 is pressed by the operator, the controller 60 transmits an emergency stop command to the robot 50. All transmissions of the self-position detection signals 21, 21, 21 are stopped. Then, when the computer device 30 of the robot 50 receives an emergency stop command from the controller 60, the robot 50 is emergency stopped. Even when the computer device 30 of the robot 50 cannot receive the emergency stop command, since the transmission of the self-position detection signals 21, 21, 21 is all stopped, the robot 50 Stop. As described above, according to the emergency stop system according to the present embodiment, even when the robot 50 cannot receive the emergency stop command, the robot 50 can be surely stopped.

なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。例えば、上記した実施の形態では、二足歩行ロボットに本発明を適用した場合を例示しているが、二足歩行ロボットに限らず、有線によって非常停止信号が与えられないロボットに対して本発明を適用することができる。具体的には、例えば、様々な施設や機械などが設置されているため無線信号に悪影響を与えるおそれがある工場で作業する自律移動型ロボット、あるいは様々な電化製品やＯＡ機器などが設置されているため無線信号に悪影響を与えるおそれがある家庭内やオフィス内で作業する自律移動型ロボットなどに本発明を適用することができる。   It should be noted that the above-described embodiment is merely an example and does not limit the present invention in any way, and various improvements and modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, in the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to a biped robot is illustrated, but the present invention is not limited to a biped robot, and the present invention is not limited to a robot to which an emergency stop signal is not given by wire. Can be applied. Specifically, for example, an autonomous mobile robot working in a factory that may adversely affect radio signals because various facilities and machines are installed, or various electrical appliances and OA devices are installed. Therefore, the present invention can be applied to an autonomous mobile robot working in a home or office that may adversely affect a radio signal.

ロボットの機械構成を示すスケルトン図である。It is a skeleton figure which shows the machine structure of a robot. ロボットの動作環境の状態を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state of the operating environment of a robot typically. ロボットが歩行する様子を簡単に示した斜視図である。It is the perspective view which showed a mode that the robot walked simply. ロボットの制御システムを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control system of a robot. 非常停止処理が実行されたときのロボットの動作環境の状態を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the state of the operating environment of a robot when an emergency stop process is performed. 非常停止処理の内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the content of an emergency stop process.

符号の説明Explanation of symbols

１〜１７ アクチュエータ
２０ 自己位置検出信号発信装置
３０ コンピュータ装置
３１ 関節角群計算装置
３２ アクチュエータ制御装置
５０ ロボット
６０ コントローラ
６１ 非常停止ボタン 1 to 17 Actuator 20 Self-position detection signal transmitter 30 Computer device 31 Joint angle group calculator 32 Actuator controller 50 Robot 60 Controller 61 Emergency stop button

Claims (3)

ロボット外部に設置されたコントローラからの指令信号に基づいて作動する自律移動型ロボットの非常停止システムにおいて、
前記ロボットが自己位置を検出するための自己位置検出信号を発信・停止する自己位置検出信号発信手段をロボット外部に備え、
前記指令信号および前記自己位置検出信号を受信する受信手段と、前記受信手段により受信された前記指令信号及び前記自己位置検出信号の内容に基づき前記ロボットの動作を制御する制御手段とを前記ロボット内に備え、
前記制御手段は、前記受信手段が前記指令信号として非常停止信号を受信したとき、または前記自己位置検出信号発信手段が前記自己位置検出信号を停止して前記受信手段が前記自己位置検出信号を受信しなくなったときに、前記ロボットを非常停止させることを特徴とする自律移動型ロボットの非常停止システム。 In an emergency stop system for an autonomous mobile robot that operates based on command signals from a controller installed outside the robot,
A self-position detection signal transmission means for transmitting and stopping a self-position detection signal for detecting the self-position of the robot is provided outside the robot .
A receiving means for receiving the command signal and the self-position detection signal, and a control means for controlling the operation of the robot based on the contents of the command signal and the self-position detection signal received by the receiving means . In preparation for
The control means receives the emergency position signal as the command signal, or the self-position detection signal transmission means stops the self-position detection signal and the receiving means receives the self-position detection signal. An emergency stop system for an autonomous mobile robot characterized in that when the robot stops running, the robot is emergency stopped. 請求項１に記載する自律移動型ロボットの非常停止システムにおいて、
前記自己位置検出信号発信手段を複数備えており、
前記制御手段は、前記受信手段が前記指令信号として非常停止信号を受信したとき、または前記各自己位置検出信号からの自己位置検出信号のすべてを受信しなくなったときに、前記ロボットを非常停止させることを特徴とする自律移動型ロボットの非常停止システム。 In the emergency stop system of the autonomous mobile robot according to claim 1,
A plurality of self-position detection signal transmission means,
The control means makes the robot make an emergency stop when the receiving means receives an emergency stop signal as the command signal or when it does not receive all of the self-position detection signals from the self-position detection signals. An emergency stop system for autonomous mobile robots. 請求項１または請求項２に記載する自律移動型ロボットの非常停止システムにおいて、
前記コントローラは、前記指令信号として非常停止信号を発信する場合、前記自己位置検出信号発信手段から発信されている前記自己位置検出信号を停止させることを特徴とする自律移動型ロボットの非常停止システム。 In the emergency stop system of the autonomous mobile robot according to claim 1 or 2,
Wherein the controller, when transmitting an emergency stop signal as the command signal, the emergency stop system of the autonomous mobile robot, characterized in that stops the self-position detecting signal transmitted from the self-position detecting signal transmitter.
JP2005135476A 2005-05-09 2005-05-09 Emergency stop system for mobile robot Expired - Fee Related JP4479578B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005135476A JP4479578B2 (en) 2005-05-09 2005-05-09 Emergency stop system for mobile robot

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005135476A JP4479578B2 (en) 2005-05-09 2005-05-09 Emergency stop system for mobile robot

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006312208A JP2006312208A (en) 2006-11-16
JP4479578B2 true JP4479578B2 (en) 2010-06-09

Family

ID=37533911

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005135476A Expired - Fee Related JP4479578B2 (en) 2005-05-09 2005-05-09 Emergency stop system for mobile robot

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4479578B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6145153B2 (en) 2015-11-30 2017-06-07 ファナック株式会社 Robot controller that records the occurrence of emergency stop of robot
CN111136689B (en) * 2019-12-31 2022-01-11 深圳优地科技有限公司 Self-checking method and device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006312208A (en) 2006-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7208900B2 (en) Industrial robot system
US7933667B2 (en) Industrial robot system with a portable operator control device
US9052710B1 (en) Manipulation control based upon mimic of human gestures
US8483930B2 (en) Robot and task execution system
JP7068059B2 (en) Remote control method and remote control system
US20160361125A1 (en) Cooperatively-controlled surgical robotic system with redundant force sensing
US8977392B2 (en) Robot control device, robot control method, robot control program, and robot system
JP2011519741A (en) Medical robot and method for meeting performance requirements of medical robot
US8014901B2 (en) Mobile robot control system
US11478934B2 (en) Method and apparatus for controlling robot
CA3100266A1 (en) Master controller assembly for a robotic surgery system and method
CN104669264B (en) For the method and apparatus of the troubleshooting of robot
US6377013B2 (en) Control apparatus for legged mobile robot
CN101434066A (en) Method and platform for predicating teleoperation of robot
JP4479578B2 (en) Emergency stop system for mobile robot
US20200198120A1 (en) Robot system and method of controlling robot system
US8170738B2 (en) Performance inspection method for autonomous mobile apparatus, and performance inspection sheet therefor
KR20160111281A (en) Wireless control system for modular robot using motion suit
KR20130104778A (en) Wireless control system and method for modular robot
CN113119077A (en) Industrial robot handheld teaching device and teaching method
JP2005125457A (en) Mobile robot for work
JP2011194539A (en) Robot and method of controlling the same
JP2016093853A (en) Control system of mobile robot
JP2014087922A (en) Robot control device and method
JP4066923B2 (en) robot

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070829

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090305

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090317

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090417

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100223

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100308

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130326

Year of fee payment: 3

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 4479578

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130326

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140326

Year of fee payment: 4

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees