JP5849455B2 - robot - Google Patents
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Description
本発明は、回転動力源制御方法および回転動力源制御装置、並びにロボットに関する。 The present invention relates to a rotational power source control method, a rotational power source control device, and a robot.
従来、回転動力源となるモーターの回転軸の回転運動をアームに設けられた回転軸に伝達し、アームの動作をさせるロボットが知られている。また、モーターの回転運動によってアームを動作させるため、モーターと、アームとの間に、それぞれの回転軸を接続する接続部が設けられている。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a robot that transmits a rotational motion of a rotational shaft of a motor serving as a rotational power source to a rotational shaft provided on an arm to operate the arm. Moreover, in order to operate an arm by the rotational motion of a motor, the connection part which connects each rotating shaft is provided between the motor and the arm.
これらロボットは、モーターの回転運動によってロボットのアームを動作させ、アームを所定の位置へ向かう運動をさせる際に、その位置へ向かう運動経路上に障害物が存在すると、障害物によってアームの運動が妨げられる。この状態で、モーターの回転運動が継続されると、モーターやアーム、また接続部（関節部）の破損につながる。 These robots operate the robot arm by the rotational movement of the motor, and when the arm moves toward a predetermined position, if there is an obstacle on the movement path toward that position, the movement of the arm is caused by the obstacle. Be disturbed. If the rotational motion of the motor is continued in this state, the motor, the arm, and the connection part (joint part) will be damaged.
そこで、アームが障害物へ衝突したことを検知し、衝突の検知後直ちに、モーターの回転運動の制御を、アームの位置によるフィードバック制御から速度指令制御に切り替え、速度指令値をゼロとする。当該速度指令値と、観測（状態推定）されたモーターの回転運動の速度との差に応じて、モーターの速度制御を行い、速やかにアームを停止させる制御方法が知られている。 Therefore, it is detected that the arm has collided with the obstacle, and immediately after the collision is detected, the control of the rotational motion of the motor is switched from the feedback control based on the position of the arm to the speed command control, and the speed command value is set to zero. A control method is known in which the speed of the motor is controlled according to the difference between the speed command value and the observed rotational speed of the motor (state estimation), and the arm is quickly stopped.
特許文献１には、アームを駆動させるモーターが減速機を介してアームと接続されている構造を有し、オブザーバ（状態推定器）を用いることによって、アームの衝突時にモーターが受ける推定外乱トルクを算出し、この推定外乱トルクから既知の外乱トルクを差し引くことにより外乱トルクの衝突成分を算出する。この算出した外乱トルクの衝突成分が予め設定された規定値を超えた時に、衝突の発生を検出したものと判断するようにしたロボットの衝突検出方法において、ロボットを衝突の発生がない状態で動作させ、このときの外乱トルクの衝突成分の最大値を算出し、この最大値に所定のマージン値を乗ずることにより前記規定値を自動的に設定する制御方法が開示されている。
アームが障害物へ衝突した際の衝撃に対して最も弱い部位は、モーターの回転軸の回転を、アームの回転軸に伝達する接続部（関節部）を構成する減速機である。モーターの速度指令値を衝突の検知後、直ちにゼロとし、急激にアームの動作を停止させようとすると、接続部を構成する減速機に大きな力が加わり減速機の破損につながる。また、減速機の破損を防ぐために、モーターの回転軸トルクに一定の閾値を設けて急激にアームの動作を停止させない方法もある。 The weakest part with respect to the impact when the arm collides with the obstacle is a speed reducer that constitutes a connection part (joint part) that transmits the rotation of the rotating shaft of the motor to the rotating shaft of the arm. If the speed command value of the motor is set to zero immediately after the collision is detected and the operation of the arm is suddenly stopped, a large force is applied to the speed reducer constituting the connecting portion, resulting in damage to the speed reducer. In order to prevent the speed reducer from being damaged, there is a method in which the arm operation is not suddenly stopped by providing a constant threshold value for the rotation shaft torque of the motor.
しかし、閾値を設けてモーター等の制御をおこなうと、閾値を小さくした場合、衝突の検知からアームの運動が停止するまでの時間が長くなり、衝突の検知からアームが停止するまでのアームの運動によって減速機などを破損させる力が生じる。また、閾値を大きくした場合、衝突の検知からアームの運動が停止するまでの時間が短くなるが、急激な制動によって減速機などを破損させる力が生じる。さらに、アームと衝突した被衝突物が、アームの運動方向と対向する方向に動作している場合、速度指令値がゼロであるとアームは被衝突物の動きに対向して動作することとなり、減速機に逆方向の捻れ力が加わり減速機を破損させる力が生じる。これらのことから、アームの衝突時に生じるこれらの力によって接続部を構成する減速機を破損させる課題があった。特許文献１では、前述の課題については触れられていない。
However, if the threshold value is set and the motor is controlled, if the threshold value is reduced, the time from the detection of the collision until the arm movement stops increases, and the arm movement from the detection of the collision until the arm stops. Due to this, a force that damages the reducer or the like is generated. Further, when the threshold value is increased, the time from the detection of the collision until the arm motion stops is shortened, but a force that damages the speed reducer or the like is generated by sudden braking. Furthermore, when the collided object that collided with the arm is moving in a direction opposite to the movement direction of the arm, the arm will move facing the movement of the collided object if the speed command value is zero, A reverse twisting force is applied to the speed reducer to generate a force that damages the speed reducer. From these things, the subject which damages the reduction gear which comprises a connection part by these forces generated at the time of an arm collision occurred.
このことから、アームの衝突を検知した場合に、モーターと、アームと、接続部とを破損させることなく、アームの動作を停止させることができる回転動力源の制御方法および制御装置が要望されていた。 Therefore, there is a demand for a control method and a control device for a rotational power source that can stop the operation of the arm without damaging the motor, the arm, and the connecting portion when a collision of the arm is detected. It was.
本発明は、上述した課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
（適用例１）本適用例に係る回転動力源制御装置は、動力部の回転動力が伝達され運動する第１回転軸と、動力部の回転動力を取り出す回転軸となる第２回転軸と、第１回転軸と、第２回転軸とを接続し、第２回転軸の運動を第１回転軸に伝達する接続部と、第１回転軸の第１角速度を検出する第１角速度検出部と、第２回転軸の第２角速度を検出する第２角速度検出部と、第１角速度と、第２角速度とに基づいて、第１回転軸と、第２回転軸との間に生じる捻れ角速度の演算をする捻れ角速度演算部と、捻れ角速度を所定の範囲内に制御する制御部と、を備えることを特徴とする。 (Application Example 1) A rotary power source control device according to this application example includes a first rotary shaft that moves when the rotary power of the power unit is transmitted, a second rotary shaft that serves as a rotary shaft that extracts the rotary power of the power unit, and A connecting portion that connects the first rotating shaft and the second rotating shaft and transmits the motion of the second rotating shaft to the first rotating shaft; and a first angular velocity detecting portion that detects the first angular velocity of the first rotating shaft; The twist angular velocity generated between the first rotating shaft and the second rotating shaft based on the second angular velocity detecting unit for detecting the second angular velocity of the second rotating shaft, the first angular velocity, and the second angular velocity. A twist angular velocity calculation unit that performs a calculation and a control unit that controls the twist angular velocity within a predetermined range.
このような回転動力源制御装置によれば、回転動力源となる動力部の動力を取り出す第２回転軸と、第２回転軸と接続部によって接続され、第２回転軸の運動が伝達される第１回転軸とを備える。また、第１回転軸の運動に伴う第１角速度を第１角速度検出部で検出し、第２回転軸の運動に伴う第２角速度を第２角速度検出部で検出することで、第１回転軸と、第２回転軸との接続部に生じる捻れ角速度の演算を捻れ角速度演算部でおこなうことができる。 According to such a rotary power source control device, the second rotary shaft that extracts the power of the power unit that becomes the rotary power source is connected by the second rotary shaft and the connecting portion, and the motion of the second rotary shaft is transmitted. A first rotating shaft. Further, the first angular velocity detection unit detects a first angular velocity associated with the movement of the first rotation axis, and the second angular velocity detection unit detects the second angular velocity associated with the movement of the second rotation axis, thereby the first rotation axis. And the calculation of the torsional angular velocity generated at the connecting portion with the second rotating shaft can be performed by the torsional angular velocity calculating unit.
このことによって、第１回転軸および第２回転軸の少なくとも一方に運動を阻害する力が加えられた時に、動力部の回転運動を制御部で制御することで第２回転軸の運動速度を制御し、第１回転軸と、第２回転軸との接続部に生じる捻れ角速度を所定の範囲内に制御することができる。従って、第１回転軸および第２回転軸の少なくとも一方の運動が阻害された場合に、接続部が破損する捻れ角速度を超えることを抑制し、第１回転軸と、第２回転軸との運動を停止させることができる。 As a result, when a force that impedes movement is applied to at least one of the first rotation axis and the second rotation axis, the movement speed of the second rotation axis is controlled by controlling the rotation movement of the power unit by the control unit. Then, the torsional angular velocity generated at the connecting portion between the first rotating shaft and the second rotating shaft can be controlled within a predetermined range. Therefore, when the movement of at least one of the first rotating shaft and the second rotating shaft is hindered, the connection portion is prevented from exceeding the torsional angular velocity, and the movement between the first rotating shaft and the second rotating shaft is suppressed. Can be stopped.
（適用例２）上記適用例に係る回転動力源制御装置は、接続部に第２回転軸の運動を減速して第１回転軸に伝達をする減速機を備えることが好ましい。 Application Example 2 The rotational power source control device according to the application example described above preferably includes a speed reducer that decelerates the motion of the second rotation shaft and transmits it to the first rotation shaft at the connection portion.
このような回転動力源制御装置によれば、第２回転軸の運動を接続部に備えられた減速機によって第１回転軸へ減速して伝達することで、接続部で減速される比率に応じたトルクを第１回転軸で得ることができる。よって、第１回転軸と、第２回転軸との間に生じる捻れ角速度を所定の範囲内に制御する場合、減速しない場合と比較して広範に制御の目標値を設定することができる。従って、接続部が破損に至る捻れ角速度の許容値が緩和され、接続部の破損を抑制することができる。 According to such a rotational power source control device, the movement of the second rotating shaft is decelerated and transmitted to the first rotating shaft by the speed reducer provided at the connecting portion, so that the speed is reduced at the connecting portion. Torque can be obtained by the first rotating shaft. Therefore, when the torsional angular velocity generated between the first rotating shaft and the second rotating shaft is controlled within a predetermined range, the control target value can be set in a wider range than when not decelerating. Therefore, the allowable value of the torsional angular velocity at which the connection portion is damaged is relaxed, and the connection portion can be prevented from being damaged.
（適用例３）本適用例に係る回転動力源制御方法は、動力部の回転動力によって運動する第１回転軸と、動力部の回転動力を取り出す第２回転軸と、第２回転軸の運動を第１回転軸に伝達する接続部とを備えた回転動力源制御装置の制御方法であって、第１回転軸の運動に伴う第１角速度を検出する第１角速度検出工程と、第２回転軸の運動に伴う第２角速度を検出する第２角速度検出工程と、第１回転軸と、第２回転軸との間に生じる捻れ角速度を演算する捻れ角速度演算工程と、捻れ角速度を所定の範囲内に動力部を制御する制御工程とを備え、捻れ角速度演算工程では、第１角速度と、第２角速度とに基づいて捻れ角速度の演算をおこない、制御工程では、回転軸速度指令工程からの速度指令に基づいて動力部の制御をおこなうことを特徴とする。 (Application Example 3) A rotational power source control method according to this application example includes a first rotating shaft that moves by the rotating power of the power unit, a second rotating shaft that extracts the rotating power of the power unit, and the movement of the second rotating shaft. A control method for a rotational power source control device comprising a connecting portion for transmitting the first rotational shaft to the first rotational shaft, the first angular velocity detecting step for detecting the first angular velocity associated with the motion of the first rotational shaft, and the second rotation A second angular velocity detecting step for detecting a second angular velocity associated with the movement of the shaft, a twist angular velocity calculating step for calculating a twist angular velocity generated between the first rotary shaft and the second rotary shaft, and a twist angular velocity within a predetermined range. And a control step for controlling the power unit. In the torsional angular velocity calculation step, the torsional angular velocity is calculated based on the first angular velocity and the second angular velocity, and in the control step, the speed from the rotation axis speed command step is calculated. To control the power unit based on the command. And butterflies.
このような回転動力源制御方法によれば、回転動力源となる動力部の回転動力を取り出す第２回軸と、第２回転軸の運動が伝達され運動をする第１回転軸を備える。また、第１回転軸の運動に伴う第１角速度を第１角速度検出工程で検出し、第２回転軸の運動に伴う第２角速度を第２角速度検出工程で検出することで、第１回転軸と、第２回転軸との接続部に生じる捻れ角速度の演算を捻れ角速度演算工程でおこなうことができる。 According to such a rotational power source control method, the second rotating shaft that extracts the rotational power of the power unit that serves as the rotational power source, and the first rotating shaft that receives the motion of the second rotating shaft and moves are provided. In addition, the first angular velocity is detected in the first angular velocity detecting step, and the second angular velocity in association with the movement of the second rotating shaft is detected in the second angular velocity detecting step. And the calculation of the torsional angular velocity generated at the connecting portion with the second rotation shaft can be performed in the torsional angular velocity calculating step.
このことによって、第１回転軸および第２回転軸の少なくても一方に運動を阻害する力が加えられた時、動力部の回転運動を制御工程で制御することで第２回転軸の運動速度を制御し、第１回転軸と、第２回転軸との接続部に生じる捻れ角速度を所定の範囲内に維持するように制御をすることができる。従って、第１回転軸および第２回転軸の少なくても一方の運動が阻害された場合に、接続部が破損する捻れ角速度を超えることを抑制し、第１回転軸と、第２回転軸との運動を停止させることができる。 Thus, when a force that impedes movement is applied to at least one of the first rotating shaft and the second rotating shaft, the rotational speed of the second rotating shaft is controlled by controlling the rotating motion of the power unit in the control process. The twist angular velocity generated at the connecting portion between the first rotating shaft and the second rotating shaft can be controlled to be within a predetermined range. Therefore, when at least one of the first rotating shaft and the second rotating shaft is impeded, the connection portion is prevented from exceeding the torsional angular velocity, and the first rotating shaft, the second rotating shaft, Can stop exercise.
（適用例４）本適用例に係るロボットは、第１回転軸の運動を動力源として運動するアーム部と、動力部の回転動力を取り出す回転軸となる第２回転軸と、第２回転軸の運動を第１回転軸に伝達する接続部とを備えたロボットであって、アーム部の運動に伴う第１角速度を検出する第１角速度検出工程と、第２回転軸の運動に伴う第２角速度を検出する第２角速度検出工程と、第１角速度と、第２角速度とに基づいて、第１回転軸と、第２回転軸との間に生じる捻れ角速度の演算をする捻れ角速度演算工程と、捻れ角速度が所定の範囲に動力部を制御する制御工程とを備え、第１角速度と、第２角速度とに基づいて、第１回転軸と、第２回転軸との捻れ角速度の演算を捻れ角速度演算工程によっておこない、捻れ角速度が所定の範囲を超えないように、制御工程に与えられる速度指令値に基づいて動力部の制御をおこなう上述の回転軸動力源制御装置を備えることを特徴とする。 Application Example 4 A robot according to this application example includes an arm unit that moves using the movement of the first rotating shaft as a power source, a second rotating shaft that serves as a rotating shaft for extracting the rotating power of the power unit, and a second rotating shaft. A connection portion that transmits the movement of the first rotation axis to the first rotation axis, a first angular velocity detection step of detecting a first angular velocity associated with the movement of the arm portion, and a second associated with the movement of the second rotation axis. A second angular velocity detecting step for detecting an angular velocity; a twist angular velocity calculating step for calculating a torsional angular velocity generated between the first rotating shaft and the second rotating shaft based on the first angular velocity and the second angular velocity; A control step for controlling the power unit within a predetermined range of the torsional angular velocity, and torsional calculation of the torsional angular velocity between the first rotating shaft and the second rotating shaft based on the first angular velocity and the second angular velocity. This is done by the angular velocity calculation process, and the torsional angular velocity does not exceed the specified range. As, characterized in that it comprises the above-mentioned rotary shaft power source control apparatus for controlling the power section based on the speed command value given to the control process.
このようなロボットによれば、アーム部の運動に伴う第１角速度を検出する第１角速度検出部と、アーム部に運動力を与える第１回転軸と、アーム部の運動の動力源となる動力部と、動力部から回転動力を取り出す回転軸となる第２回転軸と、第２回転軸の運動を第１回転軸に伝達する接続部と、第２回転軸の運動に伴う第２角速度を検出する第２角速度検出部を備える。このことによって、アーム部の第１角速度と、第２回転軸の第２角速度とに基づいて、第１回転軸と、第２回転軸との接続部に生じる捻れ角速度の演算を演算制御部でおこなうことができる。 According to such a robot, the first angular velocity detection unit that detects the first angular velocity associated with the movement of the arm unit, the first rotation shaft that applies a kinetic force to the arm unit, and the power that is the power source for the movement of the arm unit. A second rotating shaft serving as a rotating shaft for extracting rotational power from the power unit, a connecting portion for transmitting the movement of the second rotating shaft to the first rotating shaft, and a second angular velocity associated with the movement of the second rotating shaft. A second angular velocity detector for detecting is provided. As a result, the calculation control unit calculates the torsional angular velocity generated at the connecting portion between the first rotating shaft and the second rotating shaft based on the first angular velocity of the arm unit and the second angular velocity of the second rotating shaft. Can be done.
したがって、アーム部、第１回転軸または第２回転軸の運動の少なくても一つに運動を阻害する力が与えられたときに、動力部を制御部で制御することで第２回転軸の回転速度を制御し、アーム部の運動を停止し、第１回転軸と、第２回転軸との接続部に生じる捻れ角速度を所定の範囲内に維持するように制御し接続部の破損を抑制することができる。 Therefore, when at least one of the movements of the arm unit, the first rotation shaft, or the second rotation shaft is given a force that inhibits the movement, the power unit is controlled by the control unit so that the second rotation shaft Controls the rotation speed, stops the movement of the arm part, and controls the twist angular velocity generated at the connection part between the first rotation axis and the second rotation axis within a predetermined range to suppress the breakage of the connection part. can do.
以下、実施形態を図面に基づいて説明をする。なお、以下に示す各図においては、各構成要素を図面上で認識され得る程度の大きさとするため、各構成要素の寸法や比率を実際の構成要素とは適宜に異ならせて記載をしている。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. In the drawings shown below, the dimensions and ratios of the respective constituent elements are described differently from the actual constituent elements in order to make each constituent element large enough to be recognized on the drawings. Yes.
（第１実施形態）
図１は、本実施形態の回転動力源制御装置１の概構成を示すブロック図である。回転動力源制御装置１は、駆動部７００と、第１角速度検出部２１０と、第２角速度検出部２２０と、演算制御部２０とを備えている。また、駆動部７００は、動力部７１０と、接続部７２０と、アーム部７３０とを備え、第２角速度検出部２２０は、角度センサー部２２１と、微分部２２２を備えている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a rotational power
さらに、演算制御部２０は、回転軸速度指令部２５０と、捻れ角速度演算部３００と、捻れ角速度制御部４００と、捻れ角速度閾値設定部４５０と、回転軸速度制御部５００とが備えられている。
Further, the
駆動部７００は、回転動力源となる動力部７１０に回転動力を取り出す第２回転軸７１１を有する。また、アーム部７３０は、当該アーム部７３０が備える第１回転軸７２１の回転によってアーム部７３０を運動させる。
The
接続部７２０は、第１回転軸７２１と、第２回転軸７１１とを減速機７５０を介して減速して接続する場合や、カップリングなどを介して等速で運動を伝達する場合がある。本実施形態では、減速機７５０を介して第２回転軸７１１の回転運動を減速して第１回転軸７２１へ伝達されている。
The connection unit 720 may connect the first
本実施形態の説明では、各数式を除き、角速度を表す符号を（数式１）に示す符号に置き換えて記載し説明する。 In the description of the present embodiment, except for the respective mathematical expressions, the reference numerals representing the angular velocities are replaced with the reference numerals shown in (Equation 1).
本実施形態の回転動力源制御装置１は、動力部７１０の回転動力を第２回転軸７２１によって取り出し、接続部７２０を介して、第１回転軸７２１へ伝達する。第１回転軸７２１の運動によってアーム部７３０が運動をする。アーム部７３０が運動をする際に、何らかの障害物と、アーム部７３０とが衝突をした場合、第１角速度検出部２１０と、第２角速度検出部２２０とで第１角速度ａと、第２角速度ｍを検出し、演算制御部２０で、第１回転軸７２１と、第２回転軸７１１との接続部７２０に生じる捻れ角速度ωの演算をする。演算された捻れ角速度ωを所定の範囲内に維持しつつ、アーム部７３０の運動を停止させるため、第２回転軸７２１の回転速度を制御する。
The rotational power
図２は、本実施形態の回転動力源制御装置１の制御方法の各工程を示すフロー図である。回転動力源制御方法は、衝突検知工程Ｓ１００と、第１角速度検出工程Ｓ２１０と、第２角速度検出工程Ｓ２２０と、回転軸速度指令工程Ｓ２５０とを備える。また、捻れ角速度演算工程Ｓ３００と、捻れ角速度制御工程Ｓ４００と、捻れ角速度閾値設定工程Ｓ４５０と、回転軸速度制御工程Ｓ５００と、駆動工程Ｓ７００と、アーム停止検知工程Ｓ８００とを備える。さらに、第２角速度検出工程Ｓ２２０は、回転軸角度検出工程Ｓ２２１と、回転軸角度微分工程Ｓ２２２とを備える。
FIG. 2 is a flowchart showing each step of the control method of the rotational power
本実施形態の回転動力源制御装置１の各工程を、各工程順に詳述する。
Each process of the rotational power
先ず、衝突検知工程Ｓ１００は、アーム部７３０が障害物などへ衝突したことを検知する。衝突を検知した場合は、衝突信号ＣＬを第１角速度検出工程Ｓ２１０と、第２角速度検出工程Ｓ２２０と、回転軸速度指令工程Ｓ２５０へ伝達する。 First, the collision detection step S100 detects that the arm unit 730 has collided with an obstacle or the like. When a collision is detected, the collision signal CL is transmitted to the first angular velocity detection step S210, the second angular velocity detection step S220, and the rotation axis velocity command step S250.
第１角速度検出工程Ｓ２１０は、前述の衝突検知工程Ｓ１００からの衝突信号ＣＬを受けて当該工程を開始する。第１角速度検出工程Ｓ２１０は、アーム部７３０の運動に伴う第１角速度ａを検出する。検出した第１角速度ａは、後述する捻れ角速度演算工程Ｓ３００に伝達される。 The first angular velocity detection step S210 receives the collision signal CL from the above-described collision detection step S100 and starts the step. In the first angular velocity detection step S <b> 210, a first angular velocity “a” accompanying the movement of the arm unit 730 is detected. The detected first angular velocity a is transmitted to a twist angular velocity calculation step S300 described later.
第２角速度検出工程Ｓ２２０は、前述の衝突検知工程Ｓ１００からの衝突信号ＣＬを受けて当該工程を開始する。第２角速度検出工程Ｓ２２０は、回転軸角度検出工程Ｓ２２１と、回転軸角度微分工程Ｓ２２２を備え、動力部７１０の回転軸となる第２回転軸７１１の角速度である第２角速度ｍを検出する。第２角速度検出工程Ｓ２２０による第２角速度ｍの検出は、第２回転軸７１１の角度を回転軸角度検出工程Ｓ２２１で検出し、検出された第２回転軸７１１の角度を回転軸角度微分工程Ｓ２２２によって微分することで第２回転軸７１１の角速度である第２角速度ｍを検出する。検出された第２角速度ｍは、後述する捻れ角速度演算工程Ｓ３００と、回転軸速度制御工程Ｓ５００に伝達される。
The second angular velocity detection step S220 receives the collision signal CL from the above-described collision detection step S100 and starts the step. The second angular velocity detection step S220 includes a rotation axis angle detection step S221 and a rotation axis angle differentiation step S222, and detects a second angular velocity m that is an angular velocity of the
回転軸速度指令工程Ｓ２５０は、前述の衝突検知工程Ｓ１００からの衝突信号ＣＬを受けて当該工程を開始する。回転軸速度指令工程Ｓ２５０は、予め設定された速度指令値Ｖｃを衝突検知工程Ｓ１００からの衝突信号ＣＬを受信した時に、回転軸速度制御工程Ｓ５００へ速度指令値Ｖｃとして出力し伝達をする。 The rotating shaft speed command process S250 starts the process in response to the collision signal CL from the collision detection process S100 described above. In the rotation axis speed command process S250, when a collision signal CL is received from the collision detection process S100 as a speed command value Vc set in advance, it is output and transmitted as a speed command value Vc to the rotation axis speed control process S500.
なお、前述の第１角速度検出工程Ｓ２１０と、第２角速度検出工程Ｓ２２０と、回転軸速度指令工程Ｓ２５０とは、衝突検知工程Ｓ１００からの衝突信号ＣＬを受けて略同時に各工程が実行される。 The first angular velocity detection step S210, the second angular velocity detection step S220, and the rotation shaft speed command step S250 described above are executed substantially simultaneously upon receiving the collision signal CL from the collision detection step S100.
捻れ角速度演算工程Ｓ３００は、アーム部７３０の角速度ａと、第２回転軸の第２角速度ｍとに基づいて第１回転軸７２１と、第２回転軸７１１との間に設けられる接続部７２０（減速機７５０）に生じる捻れ角速度ωを演算する。演算された捻れ角速度ωは、捻れ角速度制御工程Ｓ４００に伝達される。なお、接続部７２０において第１回転軸７２１と、第２回転軸７１１とが減速機７５０を介して接続されている場合は、減速比Ｎを考慮して演算することとし、本実施形態では、減速して接続されている実施形態として、減速比Ｎを考慮して演算する場合を説明する。
The torsional angular velocity calculation step S300 includes a connecting portion 720 (between the first
ここで捻れ角速度ωは、減速比をＮ、第２回転軸７１１の角度をθｍ、アーム部７３０の角度をθａとした場合、次式（数２）によって演算される。
Here, the torsional angular velocity ω is calculated by the following equation (Equation 2), where N is the reduction ratio, θm is the angle of the second
捻れ角速度制御工程Ｓ４００は、捻れ角速度演算工程Ｓ３００で演算された捻れ角速度ωと、捻れ角速度閾値設定工程Ｓ４５０で設定される捻れ角速度閾値±αとに基づき、設定される捻れ角速度閾値±αの範囲内に捻れ角速度ωが収まるように制御するため、捻れ角速度閾値±αと、捻れ角速度ωとの差にゲインをかけた速度制御信号Ｔｓを回転軸速度制御工程Ｓ５００へ出力する。 In the torsion angular velocity control step S400, the range of the torsion angular velocity threshold ± α set based on the torsion angular velocity ω calculated in the torsion angular velocity calculation step S300 and the torsion angular velocity threshold ± α set in the torsion angular velocity threshold setting step S450. In order to perform control so that the torsional angular velocity ω is contained therein, a speed control signal Ts obtained by multiplying the difference between the torsional angular velocity threshold ± α and the torsional angular velocity ω is output to the rotation axis speed control step S500.
ここで、捻れ角速度閾値設定工程Ｓ４５０で設定される捻れ角速度閾値±αは、第１回転軸７２１と、第２回転軸７１１とが接続される接続部７２０を構成する減速機７５０、もしくは等速で接続される場合は、カップリングなどが座屈を起こさない捻れ角速度ωとなる範囲、すなわち即ち、捻れ角速度閾値±αを設定する。
Here, the torsional angular velocity threshold value ± α set in the torsional angular velocity threshold setting step S450 is the
捻れ角速度閾値±αは、接続部７２０（減速機７５０）の座屈トルクτＢと、アーム部７３０の慣性モーメントＩと、捻れ角速度ωとに基づき、次式（数３）から（数９）によって計算することができる。なお、座屈トルクτＢは接続部７２０（減速機７５０）の仕様によって定まり、当該仕様に基づき座屈トルクτＢの値を代入する。 The torsional angular velocity threshold value ± α is calculated by the following equations (Equation 3) to (Equation 9) based on the buckling torque τB of the connecting portion 720 (reduction gear 750), the inertia moment I of the arm portion 730, and the torsional angular velocity ω. Can be calculated. The buckling torque τB is determined by the specification of the connecting portion 720 (reduction gear 750), and the value of the buckling torque τB is substituted based on the specification.
前記（数３）および（数４）とすれば、（数３）は、次式（数５）として表すことができる。 If (Equation 3) and (Equation 4) are used, (Equation 3) can be expressed as the following equation (Equation 5).
さらに、制御周期をΔｔとすれば、次式（数６）として表すことができ、制御周期Δｔが短ければ次式（数７）として表すことができる。 Furthermore, if the control cycle is Δt, it can be expressed as the following equation (Equation 6), and if the control cycle Δt is short, it can be expressed as the following equation (Equation 7).
前記（式６）および（式７）から座屈を起こさない捻れ角速度ωの範囲は次式（式８）で表され、捻れ角速度閾値±αは次式（式９）で表される。 From the above (Expression 6) and (Expression 7), the range of the torsional angular velocity ω that does not cause buckling is expressed by the following expression (Expression 8), and the torsional angular speed threshold value ± α is expressed by the following expression (Expression 9).
上述の通り、接続部７２０（減速機７５０）が座屈を起こさない捻れ角速度ωの範囲は、−α＜捻れ角速度ω＜α（αは、捻れ角速度閾値を示す。）であり、当該捻れ角速度閾値±αを捻れ角速度閾値設定工程Ｓ４５０によって設定し、捻れ角速度制御工程Ｓ４００へ捻れ角速度閾値αを伝達する。 As described above, the range of the torsional angular velocity ω at which the connecting portion 720 (the speed reducer 750) does not buckle is −α <the torsional angular velocity ω <α (α represents the torsional angular velocity threshold), and the torsional angular velocity. The threshold ± α is set by the twist angular velocity threshold setting step S450, and the twist angular velocity threshold α is transmitted to the twist angular velocity control step S400.
次に回転軸速度制御工程Ｓ５００は、回転軸速度指令工程Ｓ２５０から指令された速度指令値Ｖｃと、前述の捻れ角速度制御工程Ｓ４００から出力された速度制御信号Ｔｓと、第２角速度検出工程Ｓ２２０から出力された第２回転軸の第２角速度ｍとに基づき、動力部７１０の速度制御を行う。回転軸速度制御工程Ｓ５００は、速度指令値Ｖｃと、速度制御信号Ｔｓとの差とに基づき、第２角速度ｍが捻れ角速度閾値±αの範囲内に収まるように駆動工程Ｓ７００を制御する。
Next, the rotation axis speed control step S500 includes the speed command value Vc commanded from the rotation axis speed command step S250, the speed control signal Ts output from the aforementioned twist angular velocity control step S400, and the second angular velocity detection step S220. Based on the output second angular velocity m of the second rotating shaft, the speed control of the
駆動工程Ｓ７００は、動力部７１０と、アーム部７３０と、回転動力源となる動力部７１０の第２回転軸７１１の回転を、アーム部７３０の動力源となる第１回転軸７２１に伝達をする接続部７２０とを備えている。駆動工程Ｓ７００は、衝突検知工程Ｓ１００で衝突検知した場合、前述の回転軸速度制御工程Ｓ５００によって、捻れ角速度閾値±αの範囲内に制御される。
In the driving step S700, the rotation of the
アーム停止検知工程Ｓ８００は、アーム部７３０の停止を検知する。アーム停止検知工程Ｓ８００は、アーム部７３０の停止を検知できない場合、第１角速度検出工程Ｓ２１０と、第２角速度検出工程Ｓ２２０と、回転軸速度指令工程Ｓ２５０とから再度、回転動力源制御方法の各工程を実施する。アーム部７３０の停止を検知できた場合は、当該制御方法の各工程を終了する。 The arm stop detection step S800 detects the stop of the arm unit 730. When the arm stop detection step S800 cannot detect the stop of the arm unit 730, each of the rotation power source control methods is again performed from the first angular velocity detection step S210, the second angular velocity detection step S220, and the rotation shaft speed instruction step S250. Perform the process. When the stop of the arm part 730 can be detected, each process of the control method is finished.
次に、上述した回転動力源制御方法を実行する回転動力源制御装置１について、各工程との対応関係を含めて説明する。
Next, the rotational power
第１回転軸７２１の回転によって運動可能なアーム部７３０は、運動経路上に存在する何らかの障害物と衝突をしたことを検知する衝突検知センサー（不図示）が備えられている。アーム部７３０の衝突を検知した時、後述する第１角速度検出部２１０と、第２角速度検出部２２０と、回転軸速度指令部２５０とに当該衝突信号ＣＬを伝達する。これは、衝突検知工程Ｓ１００に対応する。
The arm unit 730 capable of moving by the rotation of the first
第１角速度検出部２１０は、アーム部７３０の運動に伴う角速度となる第１角速度ａを検出する。第１角速度検出部２１０の角速度センサー（不図示）は、アーム部７３０に取りつけられている。検出された第１角速度ａは、後述する捻れ角速度演算部３００に伝達される。これは、第１角速度検出工程Ｓ２１０に対応する。
The first angular
第２角速度検出部２２０は、第２回転軸７１１の角速度となる第２角速度ｍを検出する。第２角速度検出部２２０は、第２回転軸７１１の角度を計測する角度センサー部２２１と、計測された角度を微分することで第２角速度ｍに変換する微分部２２２を備えている。検出された第２角速度ｍは、後述する捻れ角速度演算部３００に伝達される。これは、第２角速度検出工程Ｓ２２０に対応する。
The second angular
捻れ角速度演算部３００は、前述の第１角速度検出部２１０と、第２角速度検出部２２０とに基づき、第１回転軸７２１と、第２回転軸７１１との接続部７２０に生じる捻れ角速度ωの演算をおこなう。演算された捻れ角速度ωは、後述する捻れ角速度制御部４００に伝達される。これは、捻れ角速度演算工程Ｓ３００に対応する。
The torsional angular
回転軸速度指令部２５０は、衝突信号ＣＬを受けて予め設定されている速度指令値Ｖｃを回転軸速度制御部５００へ出力する。
The rotation axis
捻れ角速度制御部４００は、前述の捻れ角速度演算部３００で演算された捻れ角速度ωと、捻れ角速度閾値設定部４５０で設定される捻れ角速度閾値αとを比較し、差分に応じた速度制御信号Ｔｓを回転軸速度制御部５００へ出力する。これは、捻れ角速度制御工程Ｓ４００に対応する。
The torsional angular
捻れ角速度閾値設定部４５０は、演算された捻れ角速度閾値αを前述の捻れ角速度制御部４００に与える。これは、捻れ角速度閾値設定工程Ｓ４５０に対応する。
The twist angular velocity threshold
回転軸速度制御部５００は、前述の捻れ角速度制御部４００から出力された速度制御信号Ｔｓと、回転軸速度指令部２５０から出力された速度指令値Ｖｃとを比較し、動力部７１０の第２回転軸７１１の速度制御をおこなう。これは回転軸速度制御工程Ｓ５００に対応する。
The rotating shaft
駆動部７００は、前述の回転軸速度制御部５００によって制御され、アーム部７３０の衝突が検知された後、接続部７２０（減速機７５０）の座屈トルクτＢを超えない第１回転軸７２１と、第２回転軸７１１との捻れ角速度ωとなるように動力部７１０の回転速度を制御する。
The
上述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
本実施形態の回転動力源制御方法および回転動力源制御装置１によれば、動力部７１０の回転動力を取り出す第２回転軸７１１と、第２回転軸７１１の運動が伝達される第１回転軸７２１との第２角速度ｍおよび第１角速度ａを、第２角速度検出工程Ｓ２２０および第１角速度検出工程Ｓ２１０で検出する。第１角速度ａと、第２角速度ｍに基づき、捻れ角速度演算工程Ｓ３００で第１回転軸７２１と、第２回転軸７１１との接続部７２０に生じる捻れ角速度ωを演算することができる。
According to the embodiment described above, the following effects can be obtained.
According to the rotational power source control method and the rotational power
よって、第１回転軸７２１および第２回転軸７１１の少なくても一方の運動を阻害する力が加えられた時、接続部７２０に生じる捻れ角速度ωを、捻れ角速度制御工程Ｓ４００および回転軸速度制御工程Ｓ５００を構成する捻れ角速度制御部４００および回転軸速度制御部５００によって、接続部７２０（減速機７５０）が破損（座屈）しない所定の捻れ角速度ωの範囲、すなわち捻れ角速度閾値±αの範囲に制御をすることができる。
Therefore, when a force that inhibits at least one of the first
従って、第１回転軸７２１および第２回転軸７１１の少なくても一方の運動が阻害された場合、接続部７２０や第１回転軸７２１の回転によって運動をするアーム部７３０を破損させることなくアーム部７３０の運動を停止させることができる回転動力源制御方法と当該制御方法を実行する回転動力源制御装置１を実現することができる。
Accordingly, when at least one of the first
本実施形態の回転動力源制御装置１によれば、第２回転軸７１１の回転運動を減速して第１回転軸７２１へ伝達することで、接続部７２０を構成する減速機７５０で減速される比率（減速比）に応じたトルクを第１回転軸７２１で得ることができる。従って、第１回転軸７２１と、第２回転軸７１１と間に生じる捻れ角速度ωを捻れ角速度閾値±αの範囲内に維持をするように制御する場合、減速機７５０を備えない場合と比較して、広範に捻れ角速度閾値±αの制御範囲を設定することができる。
According to the rotational power
（第２実施形態）
本実施形態は、第１実施形態で述べた回転動力源制御方法と、当該制御方法を用いたロボット２である。図３は、本実施形態のロボット２の概構成を示す模式図である。図３を用いて本実施形態のロボット２について説明する。なお、第１実施形態の回転動力源制御方法と構成および工程は同様のため、同様の部分は、構成および工程に同様の符号を付して説明は省略または簡略とする。
(Second Embodiment)
This embodiment is the rotational power source control method described in the first embodiment and the robot 2 using the control method. FIG. 3 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the robot 2 of the present embodiment. The robot 2 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. In addition, since the structure and process are the same as the rotational power source control method of 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected to a structure and process, and description is abbreviate | omitted or simplified.
図３に示すロボット２は、駆動部７００ａと、駆動部７００ｂとの２組を備える、いわゆる２軸スカラロボットを示している。なお、駆動部７００が１組以上あれば本発明をロボット２に適用できる。本実施形態では、駆動部７００ａと、駆動部７００ｂは同様の構成かつ同様の動作および制御がされるため、駆動部７００ａを代表して説明する。
A robot 2 shown in FIG. 3 is a so-called two-axis SCARA robot that includes two sets of a
本実施形態のロボット２は、駆動部７００ａを備え、演算制御部２０によって制御される。駆動部７００は、アーム部７３０ａと、動力部７１０ａと、接続部７２０ａとを備える。また、演算制御部２０は、第１角速度検出部２１０ａと、第２角速度検出部２２０ａと、演算制御部２０を備える。また、第２角速度検出部２２０ａは、角度センサー部２２１ａと，微分部２２２ａとで構成される。さらに、演算制御部２０は、捻れ角速度演算部３００と、捻れ角速度制御部４００と、捻れ角速度閾値設定部４５０と、回転軸速度制御部５００と、回転軸速度指令部２５０とを備える。
The robot 2 of this embodiment includes a
ロボット２の制御方法は、第１実施形態の回転動力源制御方法と同様に、衝突検知工程Ｓ１００と、第１角速度検出工程Ｓ２１０と、第２角速度検出工程Ｓ２２０と、回転軸速度指令工程Ｓ２５０と、捻れ角速度演算工程Ｓ３００と、捻れ角速度制御工程Ｓ４００と、捻れ角速度閾値設定工程Ｓ４５０と、回転軸速度制御工程Ｓ５００と、駆動工程Ｓ７００と、アーム停止検知工程Ｓ８００とを備える。 Similar to the rotational power source control method of the first embodiment, the control method of the robot 2 includes a collision detection step S100, a first angular velocity detection step S210, a second angular velocity detection step S220, and a rotation shaft speed command step S250. A torsional angular velocity calculation step S300, a torsional angular velocity control step S400, a torsional angular velocity threshold setting step S450, a rotational axis velocity control step S500, a driving step S700, and an arm stop detection step S800.
ロボット２は、アーム部７３０ａの動作支点となる関節部７０ａに、駆動部７００ａを構成する動力部７１０ａと、動力部７１０ａの回転運動を取り出す第２回転軸７１１ａ，と、第２回転軸７１１ａの運動をアーム部７３０ａに設けられた第１回転軸７２１ａに伝達する減速機７５０ａで構成される接続部７２０ａを備える。
The robot 2 includes a
ロボット２は、関節部７０ａを支点としてアーム部７３０ａを運動させる。このアーム部７３０ａが運動する際に、何らかの障害物と、アーム部７３０ａとが衝突をした場合、アーム部７３０ａの運動を停止させるため、第１角速度検出部２１０と、第２角速度検出部２２０と、演算制御部２０とによって、第１回転軸７２１ａと、第２回転軸７１１ａとの接続部７２０ａに生じる捻れ角速度ωの演算をする。演算された捻れ角速度ωを所定の範囲内に維持しつつ、第２回転軸７１１ａの回転速度を制御し、アーム部７３０ａを停止させる。
The robot 2 moves the
関節部７０ａは、動力部７１０ａと、第２回転軸７１１ａと、接続部７２０ａを構成する減速機７５０ａとを備える。また、減速機７５０ａは、第１回転軸７２１ａを有し、アーム部７３０ａに設けられている。このため、動力部７１０ａの回転運動を第２回転軸７１１ａで取り出し、減速機７５０ａを介して第１回転軸７２１ａに伝達することから、関節部７０ａを支点としてアーム部７３０ａを運動させることができる。
The
次に、ロボット２の動作について工程順に詳述する。アーム部７３０ａが運動をする際に、運動経路上で何らかの障害物がアーム部７３０ａと衝突した場合、衝突検知工程Ｓ１００によって、アーム部７３０ａと、障害物との衝突を検知し、衝突信号ＣＬを第１角速度検出工程Ｓ２１０と、第２角速度検出工程Ｓ２２０と、回転軸速度指令工程Ｓ２５０に伝達する。
Next, the operation of the robot 2 will be described in detail in the order of steps. When the
第１角速度検出工程Ｓ２１０は、アーム部７３０ａの衝突信号ＣＬが伝達された場合、アーム部７３０ａの第１角速度ａを第１角速度検出部２１０ａによって検出し、衝突時のアーム部７３０ａの第１角速度ａを検出する。また、第１角速度検出部２１０ａの取付位置は、アーム部７３０ａに取りつけられていれば良い。本実施形態では、第１角速度検出部２１０ａは、アーム部７３０ａに取りつけられている。
In the first angular velocity detection step S210, when the collision signal CL of the
また同時に、第２角速度検出工程Ｓ２２０は、動力部７１０ａの第２回転軸７１１ａの角度を角度センサー部２２１ａによって検出し、検出された角度を微分部２２２ａで微分することで、第２角速度ｍを検出する。また、角度センサー部２２１ａの取付位置は、第２回転軸７１１ａに取りつけられていれば良い。本実施形態では、第２角速度検出部２２０ａを構成する角度センサー部２２１ａおよび微分部２２２ａは、接続部７２０ａが備えられる第２回転軸７１１ａの端部とは反対の第２回転軸７１１ａの端部に設けられている。
At the same time, in the second angular velocity detection step S220, the angle of the second
さらに同時に、回転軸速度指令工程Ｓ２５０は、アーム部７３０ａを駆動する動力部７１０の回転軸速度制御をおこなう回転軸速度制御工程Ｓ５００に速度指令値Ｖｃを出力する。
At the same time, the rotation axis speed command step S250 outputs the speed command value Vc to the rotation axis speed control step S500 for performing the rotation axis speed control of the
捻れ角速度演算工程Ｓ３００は、前述のアーム部７３０ａの第１角速度ａと、動力部７１０ａの第２回転軸の第２角速度ｍとに基づき、アーム部７３０ａの運動をさせる第１回転軸７２１ａと、動力部７１０ａの第２回転軸７１１ａとを接続する接続部７２０ａに生じる捻れ角速度ωの演算を捻れ角速度演算部３００によって演算をする。
The torsional angular velocity calculation step S300 includes a first
捻れ角速度制御工程Ｓ４００は、前述の捻れ角速度ωと、後述する捻れ角速度閾値設定工程Ｓ４５０で設定される捻れ角速度閾値±αとを比較し、差分に基づき速度制御信号Ｔｓを捻れ角速度制御部４００によって、回転軸速度制御工程Ｓ５００に伝達する。 In the torsional angular velocity control step S400, the aforementioned torsional angular velocity ω is compared with the torsional angular velocity threshold value ± α set in the later-described torsional angular velocity threshold value setting step S450. Then, it is transmitted to the rotation axis speed control step S500.
捻れ角速度閾値設定工程Ｓ４５０は、第１実施形態と同様に、第２回転軸７１１ａの回転を第１回転軸７２１ａへ伝達する接続部７２０（減速機７５０ａ）の座屈トルクτＢに基づいて、接続部７２０ａ（減速機７５０ａ）に破損を生じさせない捻れ角速度ωの範囲、すなわち捻れ角速度閾値±αを、捻れ角速度閾値設定部４５０によって設定し、捻れ角速度制御部４００に伝達する。
As in the first embodiment, the torsional angular velocity threshold value setting step S450 is based on the buckling torque τB of the connection portion 720 (
回転軸速度制御工程Ｓ５００は、第１実施形態と同様に、回転軸速度指令部２５０から出力された速度指令値Ｖｃと、速度制御信号Ｔｓとを比較し、第２回転軸７１１ａの速度制御を回転軸速度制御部５００によっておこなう。
In the rotation axis speed control step S500, as in the first embodiment, the speed command value Vc output from the rotation axis
駆動工程Ｓ７００は、前述の回転軸速度制御部５００によって、動力部７１０ａの第２回転軸７１１ａの速度が制御され、アーム部７３０ａの衝突が検知された後、接続部７２０ａ（減速機７５０ａ）の座屈トルクτＢを超えない第１回転軸７２１ａと、第２回転軸７１１ａとの捻れ角速度ωとなるように制御される。
In the driving step S700, the speed of the second
アーム停止検知工程Ｓ８００は、アーム部７３０ａの停止を検知する。アーム停止検知工程Ｓ８００は、アーム部７３０ａの停止を検知できない場合、第１角速度検出工程Ｓ２１０と、第２角速度検出工程Ｓ２２０と、回転軸速度指令工程Ｓ２５０とから、再度ロボット制御方法の各工程を実施する。アーム部７３０ａの停止を検知できた場合は、当該制御方法の各工程を終了する。
The arm stop detection step S800 detects the stop of the
なお、障害物が動体、かつアーム部７３０ａの運動方向と対向する方向に運動する場合、アーム部７３０ａの動力源となる第１回転軸７２１ａと、第１回転軸７２１ａと、第２回転軸７１１ａとの接続部７２０ａ（減速機７５０ａ）に大きな破壊力が加わる。この場合、衝突時のアーム部７３０ａの角速度ａと、第２回転軸の第２角速度ｍに基づき、捻れ角速度制御工程Ｓ４００は、障害物の運動方向と同じ方向にアーム部７３０ａを運動させる速度制御信号Ｔｓを出力する。これによって、障害物の運動方向と同じ方向にアーム部７３０ａを運動させることで、捻れ角速度閾値±αの範囲内に動力部７１０ａを制御し、駆動部７００の破損を抑制する。
When the obstacle moves in the direction opposite to the moving direction of the
また、障害物が動体、かつアーム部７３０ａの運動方向と同じ方向に運動する場合、アーム部７３０ａの運動に過速力が加わり、駆動部７００に破壊力が加わる。この場合、上述と同様に、捻れ角速度制御工程Ｓ４００は、障害物と同じ方向にアーム部７３０ａを運動させる速度制御信号Ｔｓを出力し、障害物の運動方向と同じ方向にアーム部７３０ａを運動させることで、駆動部７００の破損を抑制する。
Further, when the obstacle moves in the same direction as the moving direction of the
上述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。 According to the embodiment described above, the following effects can be obtained.
本実施形態のロボット２によれば、アーム部７３０ａの運動に伴う第１角速度ａを検出する第１角速度検出部２１０ａと、動力部７１０ａから回転動力を取り出し、第１回転軸７２１ａに運動を伝達する第２回転軸７１１ａと、第２回転軸の運動に伴う第２角速度ｍを検出する第２角速度検出部２２０となる角度センサー部２２１ａおよび微分部２２２ａを備える。
According to the robot 2 of the present embodiment, the first angular
このことによって、アーム部７３０ａに障害物が衝突した際、アーム部７３０ａの第１角速度ａと、第２回転軸７１１ａの第２角速度ｍとに基づいて、第１回転軸７２１ａと、第２回転軸７１１ａとを接続する接続部７２０ａに生じる捻れ角速度ωを、捻れ角速度演算部３００で演算することができる。また、アーム部７３０ａに障害物が衝突し、アーム部７３０ａおよび第１回転軸７２１ａの運動を阻害する力が加えられた時に、第２回転軸７１１ａの回転速度を、捻れ角速度制御部４００および回転軸速度制御部５００で制御をすることができる。
Thus, when an obstacle collides with the
このことによって、アーム部７３０ａの運動中にアーム部７３０ａと、障害物とが衝突した場合、接続部７２０ａに生じる捻れ角速度ωを、捻れ角速度制御部４００および回転軸速度制御部５００によって、接続部７２０ａ（減速機７５０ａ）が破損（座屈）しない所定の捻れ角速度ωの閾値である捻れ角速度閾値±αの範囲内に制御することができる。従って、障害物とアーム部７３０ａなどが衝突した場合に、アーム部７３０ａや接続部７２０ａを構成する減速機７５０を破損させることなく、アーム部７３０ａの動作を停止させることができるロボット２を実現することができる。
Thus, when the
なお、上述した実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更や改良等を加えて実施する事が可能である。変形例を以下に述べる。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and improvements can be made without departing from the scope of the invention. A modification will be described below.
（変形例１）第１実施形態および第２実施形態の動力部７１０は、動力源の種類に限定されることなく、回転運動を動力として取り出せる動力源であれば良い。例えば、電動機（モーター）を用いることができる。回転軸速度制御部５００から出力される信号に基づきモーターを回転させる電圧、電流、周波数、またはこれらを組み合わせて制御することで本発明の回転動力源制御方法および当該制御装置を実施することができる。
(Modification 1) The
（変形例２）第１実施形態および第２実施形態の接続部７２０は、第１回転軸７２１と、第２回転軸７１１とが同軸に接続される接続部７２０、もしくは接続部７２０として減速機７５０を用いている。しかし、これに限定されることなく減速機７５０を介して第１回転軸７２１と、第２回転軸７１１とを並行に、またはＬ字に配置しても本発明の回転軸動力源制御方法および当該制御装置を実施することができる。
(Modification 2) The connecting portion 720 of the first embodiment and the second embodiment is a connecting portion 720 in which the first
（変形例３）第１実施形態および第２実施形態の第１回転軸には、アーム部７３０が備えられている。しかし、これに限定されることなく動力部７１０の回転運動を第２回転軸で取り出し、その運動を第１回転軸に伝達をする動力伝達機構にも本発明の回転動力源制御方法および当該制御装置を実施することができる。
(Modification 3) The first rotating shaft of the first embodiment and the second embodiment is provided with an arm portion 730. However, the present invention is not limited to this, and the rotational power source control method and the control of the present invention are also applied to a power transmission mechanism that takes out the rotational motion of the
１…回転動力源制御装置、２…ロボット、２０…演算制御部、７０…関節部、２１０…第１角速度検出部、２２０…第２角速度検出部、２２１…角度センサー部、２２２…微分部、２５０…回転軸速度指令部、３００…捻れ角速度演算部、４００…捻れ角速度制御部、４５０…捻れ角速度閾値設定部、５００…回転軸速度制御部、７００…駆動部、７１０…動力部、７２０…接続部、７３０…アーム部、７５０…減速機、Ｓ１００…衝突検知工程、Ｓ２１０…第１角速度検出工程、Ｓ２２０…第２角速度検出工程、Ｓ２２１…回転軸角度検出工程、Ｓ２２２…回転軸角度微分工程、Ｓ２５０…回転軸速度指令工程、Ｓ３００…捻れ角速度演算工程、Ｓ４００…捻れ角速度制御工程、Ｓ４５０…捻れ角速度閾値設定工程、Ｓ５００…回転軸速度制御工程、Ｓ７００…駆動工程、Ｓ８００…アーム停止検知工程。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
第１回転軸が設けられたアームと、
第２回転軸が設けられた動力部と、
前記第１回転軸と前記第２回転軸とを接続する接続部と、
前記第１回転軸の第１角速度を検出する第１角速度検出部と、
前記第２回転軸の第２角速度を検出する第２角速度検出部と、を備え、
障害物と前記アームとの衝突が検知された場合、前記第１角速度と前記第２角速度とに基づいて演算される捻れ角速度が所定の範囲内となるように、前記制御部によって前記動力部が制御されることを特徴とするロボット。 A robot controlled by a control unit,
An arm provided with a first rotating shaft;
A power unit provided with a second rotating shaft;
A connecting portion Ru Connecting to the second rotary shaft and the first rotary shaft,
A first angular velocity detector that detects a first angular velocity of the first rotation axis;
A second angular velocity detector that detects a second angular velocity of the second rotation shaft ,
If a collision with an obstacle and the arm is detected, so that the torsional angular velocity, which is calculated on the basis of the first angular velocity to the second angular velocity is within a predetermined range, the power unit by the control unit robot being controlled.
前記接続部は、前記第２回転軸の運動を減速する減速機を備えることを特徴とするロボット。 The robot according to claim 1,
The connecting portion, a robot which is characterized that you provided with a reduction gear for decelerating the movement of the second rotary shaft.
前記第１回転軸は、前記減速機を介して前記第２回転軸とＬ字に配置されていることを特徴とするロボット。 The robot, wherein the first rotating shaft is arranged in an L shape with the second rotating shaft via the speed reducer.
Priority Applications (1)
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