JP6248544B2 - ロボット、制御装置、ロボットシステム - Google Patents
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Description
基台と、
前記基台に対して基台関節部を介して回転可能に設けられ、複数の関節を含む第1関節部を有する第1アームと、
前記基台関節部よりも前記第1アームの先端側で、且つ、前記第1関節部よりも前記第1アームの前記基台側に設けられ、慣性力を検出する基台側慣性センサーと、
前記第1関節部よりも前記第1アームの先端側に設けられ、慣性力を検出する第1慣性センサーと、
前記基台側慣性センサーによって検出された基台側慣性力と、前記第1慣性センサーによって検出された第1慣性力とに基づいて前記第1関節部を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする。
基台関節部を介して基台に回転可能に設けられ、複数の関節を含む第1関節部を有する第1アームを備えるロボットの制御装置であって、
前記基台関節部よりも前記第1アームの先端側で、且つ、前記第1関節部よりも前記第1アームの前記基台側に設けられ、慣性力を検出する基台側慣性センサーと、
前記第1関節部よりも前記第1アームの先端側に設けられ、慣性力を検出する第1慣性センサーと、
を備え、
前記基台側慣性センサーによって検出された基台側慣性力と、前記第1慣性センサーによって検出された第1慣性力とに基づいて前記第1関節部を制御することを特徴とする制御装置として把握することができる。
ロボットと前記ロボットを制御する制御装置とを備えるロボットシステムであって、
前記ロボットは、
基台と、
前記基台に対して基台関節部を介して回転可能に設けられ、複数の関節を含む第1関節部を有する第1アームと、
前記基台関節部よりも前記第1アームの先端側で、且つ、前記第1関節部よりも前記第1アームの前記基台側に設けられ、慣性力を検出する基台側慣性センサーと、
前記第1関節部よりも前記第1アームの先端側に設けられ、慣性力を検出する第1慣性センサーと、
を備えており、
前記制御装置は、前記基台側慣性センサーによって検出された基台側慣性力と、前記第1慣性センサーによって検出された第1慣性力とに基づいて前記第1関節部を制御する制御装置である
ことを特徴とするロボットシステムとして把握することもできる。
A−1.第1実施例の装置構成 :
図1は、第1実施例のロボット1の全体構造を示す説明図である。図1(a)には、第1実施例のロボット1の大まかな外形形状が示されている。図示されるように、第1実施例のロボット1は、地面に設置される基台10と、基台10に対して回転可能に取り付けられた第1アーム20と、基台10内に搭載されてロボット1の全体の動作を制御する制御部50とを備えている。
A−2−1.第1移動速度演算部 :
図4は、制御部50の第1移動速度演算部52が実行する演算内容についての説明図である。第1移動速度演算部52は、次のような原理に基づいて、第1アーム20の先端部分(リンク26)の移動速度を演算する。先ず、図1(b)に示したように、リンク26は関節41〜45を介して基台10に接続されている。従って、関節41を回転させると、基台10に接続されたリンク21〜25と共に、リンク26が移動する。また、この時のリンク26の移動速度は関節41の回転速度に依存する。同じく、関節42を回転させると、リンク21に接続されたリンク22〜25と共にリンク26の位置が移動し、この時の移動速度は関節42の回転速度(角速度ω2)に依存する。同様に、関節43〜45を回転させてもリンク26が移動し、この時のリンク26の移動速度は、関節43の回転速度(角速度ω3)や、関節44の回転速度(角速度ω4)、関節45の回転速度(角速度ω5)、関節46の回転速度(角速度ω6)に依存する。
図5は、制御部50の第1歪み速度演算部54が実行する演算内容についての説明図である。第1歪み速度演算部54は、リンク26の移動速度の各成分について、前述した第1移動速度演算部52で得られた演算値C1x,C1y,C1zと、ジャイロセンサー31で検出した実際の移動速度との偏差を演算する。
図6は、制御部50の第1補正速度演算部55が実行する演算内容についての説明図である。図6(a)に示されるように、第1補正速度演算部55は、上述した第1歪み速度演算部54で得られた第1歪み速度(D1x,D1y,D1z)を、第1アーム20の各関節42〜46についての補正速度Dω2〜Dω6(以下、第1補正速度と称することがある)に変換する演算を行う。すなわち、第1アーム20のリンク21〜26や関節42〜46での変形によって生じた第1歪み速度は、ジャイロセンサー31のXYZ軸を基準とする各成分について得られている。従って、第1歪み速度の抑制を、関節42〜46がどのように分担して実現するかを決定する必要がある。
図7は、制御部50の第1モーター駆動部56が実行する演算内容についての説明図である。第1モーター駆動部56は、第1補正速度演算部55から関節42〜46についての第1補正速度Dω2〜Dω6を受け取ると、それぞれの関節42〜46に搭載された第1モーター(モーター42m〜46m)を、モーター毎に制御する。
図8は、制御部50の基台側実速度演算部53、基台側移動速度演算部57、基台側歪み速度演算部58および基台側モーター駆動部59が、基台側のモーター41mを制御する動作を示した説明図である。
上述した第1実施例では、第1アーム20が取り付けられる基台10は、第1アーム20との間の関節41の他に関節を有しておらず、基台10が地面に固定されているものとして説明した。しかし、基台10が、関節41以外の関節を介して地面に固定されるようにしても良い。以下では、このような第2実施例について説明する。
上述した第2実施例では、複数のアームが直列に連結されているものとして説明した。しかし、複数のアームを並列に連結しても構わない。
Claims (8)
- 基台と、
前記基台に対して基台関節部を介して回転可能に設けられ、複数の関節を含む第1関節部を有する第1アームと、
前記基台関節部よりも前記第1アームの先端側で、且つ、前記第1関節部よりも前記第1アームの前記基台側に設けられ、角速度を検出する基台側慣性センサーと、
前記第1関節部よりも前記第1アームの先端側に設けられ、角速度を検出する第1慣性センサーと、
前記基台側慣性センサーによって検出された基台側慣性力と、前記第1慣性センサーによって検出された第1慣性力とに基づいて前記第1関節部を制御する制御部と、
前記第1アームの前記第1関節部に含まれる複数の前記関節に設けられ、前記複数の関節の角度を検出する第1角度検出部を備え、
前記制御部は、
前記第1アームの前記基台側の実速度である基台側実速度を、前記基台側慣性力に基づいて演算する基台側実速度演算部と、
前記第1アームの先端側の実速度である第1実速度を、前記第1慣性力に基づいて演算する第1実速度演算部と、
前記第1角度検出部によって得られた前記複数の関節についての角度の変化速度と、前記基台側実速度とに基づいて、前記第1アームの先端側の移動速度である第1移動速度を演算する第1移動速度演算部と、を備え、
前記第1実速度と前記第1移動速度との偏差に基づいて、前記第1アームの前記第1関節部を制御する、
ことを特徴とするロボット。 - 請求項1に記載のロボットであって、
前記制御部は、
前記第1実速度と前記第1移動速度との偏差に基づいて、前記第1関節部での歪み速度である第1歪み速度を演算する第1歪み速度演算部を備え、
前記第1角度検出部によって得られた前記複数の関節についての角度と、前記第1歪み速度とに基づいて前記第1アームの前記第1関節部を制御する
ことを特徴とするロボット。 - 請求項2に記載のロボットであって、
前記第1歪み速度演算部は、前記第1実速度と前記第1移動速度との偏差に含まれる変動成分を抽出することによって、前記第1歪み速度を演算する
ことを特徴とするロボット。 - 請求項2または3に記載のロボットであって、
前記基台関節部は少なくとも1つの関節を含み、
前記基台関節部に含まれる前記関節の角度を検出する基台側角度検出部を備え、
前記制御部は、
前記基台側角度検出部によって得られた前記関節の角度の変化速度に基づいて、前記第1アームの前記基台側の移動速度である基台側移動速度を演算する基台側移動速度演算部を備え、
前記基台側実速度と前記基台側移動速度との偏差に基づいて、前記基台関節部を制御する
ことを特徴とするロボット。 - 請求項1ないし請求項4の何れか一項に記載のロボットであって、
前記基台関節部を介して前記基台に回転可能に設けられ、複数の関節を含む第2関節部を有する第2アームと、
前記第2関節部よりも前記第2アームの先端側に設けられ、慣性力を検出する第2慣性センサーと、
を備え、
前記制御部は、前記基台側慣性センサーによって検出された基台側慣性力と、前記第2慣性センサーによって検出された第2慣性力とに基づいて前記第2関節部を制御する
ことを特徴とするロボット。 - 請求項5に記載のロボットであって、
前記第2慣性センサーは、角速度に対応する前記第2慣性力を検出するセンサーであり、
前記第2アームの前記第2関節部に含まれる複数の前記関節に設けられ、前記複数の関節の角度を検出する第2角度検出部を備え、
前記制御部は、
前記第2アームの先端側の実速度である第2実速度を、前記第2慣性力に基づいて演算する第2実速度演算部と、
前記第2角度検出部によって得られた前記複数の関節についての角度の変化速度と、前記基台側実速度とに基づいて、前記第2アームの先端側の移動速度である第2移動速度を演算する第2移動速度演算部と
を備え、
前記第2実速度と前記第2移動速度との偏差に基づいて、前記第2関節部を制御する
ことを特徴とするロボット。 - 基台関節部を介して基台に回転可能に設けられ、複数の関節を含む第1関節部を有する第1アームを備えるロボットの制御装置であって、
前記ロボットは、
前記基台関節部よりも前記第1アームの先端側で、且つ、前記第1関節部よりも前記第1アームの前記基台側に設けられ、角速度を検出する基台側慣性センサーと、
前記第1関節部よりも前記第1アームの先端側に設けられ、角速度を検出する第1慣性センサーと、
前記第1アームの前記第1関節部に含まれる複数の前記関節に設けられ、前記複数の関節の角度を検出する第1角度検出部と、を備え、
前記制御装置は、
前記基台側慣性センサーによって検出された基台側慣性力と、前記第1慣性センサーによって検出された第1慣性力とに基づいて前記第1関節部を制御する制御部を備え、
前記制御部は、
前記第1アームの前記基台側の実速度である基台側実速度を、前記基台側慣性力に基づいて演算する基台側実速度演算部と、
前記第1アームの先端側の実速度である第1実速度を、前記第1慣性力に基づいて演算する第1実速度演算部と、
前記第1角度検出部によって得られた前記複数の関節についての角度の変化速度と、前記基台側実速度とに基づいて、前記第1アームの先端側の移動速度である第1移動速度を演算する第1移動速度演算部と、を備え、
前記第1実速度と前記第1移動速度との偏差に基づいて、前記第1アームの前記第1関節部を制御する、
ことを特徴とする制御装置。 - ロボットと前記ロボットを制御する制御装置とを備えるロボットシステムであって、
前記ロボットは、
基台と、
前記基台に対して基台関節部を介して回転可能に設けられ、複数の関節を含む第1関節部を有する第1アームと、
前記基台関節部よりも前記第1アームの先端側で、且つ、前記第1関節部よりも前記第1アームの前記基台側に設けられ、角速度を検出する基台側慣性センサーと、
前記第1関節部よりも前記第1アームの先端側に設けられ、角速度を検出する第1慣性センサーと、
前記第1アームの前記第1関節部に含まれる複数の前記関節に設けられ、前記複数の関節の角度を検出する第1角度検出部と、を備え、
前記制御装置は、前記基台側慣性センサーによって検出された基台側慣性力と、前記第1慣性センサーによって検出された第1慣性力とに基づいて前記第1関節部を制御する制御部を備え、
前記制御部は、
前記第1アームの前記基台側の実速度である基台側実速度を、前記基台側慣性力に基づいて演算する基台側実速度演算部と、
前記第1アームの先端側の実速度である第1実速度を、前記第1慣性力に基づいて演算する第1実速度演算部と、
前記第1角度検出部によって得られた前記複数の関節についての角度の変化速度と、前記基台側実速度とに基づいて、前記第1アームの先端側の移動速度である第1移動速度を演算する第1移動速度演算部と、を備え、
前記第1実速度と前記第1移動速度との偏差に基づいて、前記第1アームの前記第1関節部を制御する、
ことを特徴とするロボットシステム。
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