JPH04114214A - Power controller for working body - Google Patents
Power controller for working bodyInfo
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- JPH04114214A JPH04114214A JP23309790A JP23309790A JPH04114214A JP H04114214 A JPH04114214 A JP H04114214A JP 23309790 A JP23309790 A JP 23309790A JP 23309790 A JP23309790 A JP 23309790A JP H04114214 A JPH04114214 A JP H04114214A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
この発明は、例えばマニピュレータ等の作業体の作動部
の力を制御するのに用いる作業体の力制御装置に関する
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Field of Application) The present invention relates to a force control device for a work body used to control the force of an operating part of a work body such as a manipulator.
（従来の技術）
一般に、マニピュレータの力制御装置においては、第４
図に示す目標値（力）に対して力／トルクセンサ１で検
出したダイナミクス２の力／トルクを減算器３で減算し
て駆動信号を求め、この駆動信号に対応して駆動モータ
４を駆動してアーム５を作動制御する能動的力制御方式
のものがある。(Prior Art) Generally, in a force control device for a manipulator, a fourth
The force/torque of dynamics 2 detected by force/torque sensor 1 is subtracted by subtractor 3 from the target value (force) shown in the figure to obtain a drive signal, and drive motor 4 is driven in response to this drive signal. There is an active force control system that controls the operation of the arm 5 by controlling the arm 5.
ところが、上記力制御装置では、その構成上、高性能な
力／トルクセンサ１を備えなければならないために、外
乱が発生したり、あるいは先端部に被作業物が付いて外
力が加わったりすると、系が発振したりして、不安定と
なるという問題を有する。However, because the above-mentioned force control device must be equipped with a high-performance force/torque sensor 1 due to its configuration, if a disturbance occurs or if an external force is applied due to a workpiece attached to the tip, The problem is that the system oscillates and becomes unstable.
また、このような力制御装置としては、第５図に示すよ
うに目標値（位置）に応じて駆動モータ４ａを駆動し、
そのダイナミクス２ａに設けたばね機構６によりアーム
５ａの力を制御する受動的力制御方式がある。Further, as shown in FIG. 5, such a force control device drives a drive motor 4a according to a target value (position),
There is a passive force control method in which the force of the arm 5a is controlled by a spring mechanism 6 provided in the dynamics 2a.
しかしながら、上記受動的力制御方式の力制制御装置で
は、その構成上、例えばアーム５ａのならい動作や、一
定の力で作動させたりするのが困難であるうえ、アーム
５ａに対して過剰な外力が加わった場合に、いわゆる逃
げが困難となるという問題を有していた。However, in the above-mentioned passive force control type force control device, due to its configuration, it is difficult to perform a tracing motion of the arm 5a or operate it with a constant force, and in addition, an excessive external force is applied to the arm 5a. When this happens, there is a problem in that it becomes difficult to escape.
（発明が解決しようとする課題）
以上述べたように、従来の力制御装置では、いづれのも
のも適応状況に応じて、その動作制御が不安定となると
いう問題を有していた。(Problems to be Solved by the Invention) As described above, all conventional force control devices have a problem in that their operation control becomes unstable depending on the adaptation situation.
この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、簡易な
構成で、適応能力の向上を図り、各種適応状況において
安定した動作制御を実現し得るようにした作業体の力制
御装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a force control device for a work body that has a simple configuration, improves adaptability, and realizes stable motion control in various adaptable situations. The purpose is to
［発明の構成コ
（課題を解決するための手段）
この発明は、作業体を作動制御する複数の駆動モータと
、前記作業体に設けられる作動部と前記駆動モータとの
間に介在され、前記作動部を軸方向に移動自在に支持す
るスライド機構と、このスライド機構のＵ］る移動位置
に応した付勢力をＩｉＪ記作業体の作動部に付勢する付
勢手段と、前記駆動モータを駆動制御１７て前記スライ
ド機構の移動位置を制御し、前記付勢手段の付勢力を制
御する制御手段とを備えて作業体の力制御装置を構成し
たものである。[Configuration of the Invention (Means for Solving the Problems) This invention provides a plurality of drive motors for controlling the operation of a working body, a plurality of drive motors that are interposed between an actuating part provided on the working body and the drive motor, a slide mechanism that supports the actuating part so as to be movable in the axial direction; a biasing means that applies a biasing force corresponding to the moving position of the slide mechanism to the actuating part of the work body IiJ; and the drive motor. A drive control device 17 is provided to control the movement position of the slide mechanism, and a control means for controlling the urging force of the urging means to constitute a force control device for the work body.
（作 用）
上記構成によれば、制御手段は駆動モータを駆動制御し
て、スライド機構の移動位置を制御することにより、付
勢手段による作業体の作動部に加わる力を制御する。従
って、作業体の作動部は適応状況の変化に影響を受ける
ことなく一定の力が加わることとなり、各種適応状況に
応じた安定した動作制御が実現される。(Function) According to the above configuration, the control means drives and controls the drive motor to control the movement position of the slide mechanism, thereby controlling the force applied to the operating portion of the work body by the urging means. Therefore, a constant force is applied to the operating portion of the work body without being affected by changes in the adaptation situation, and stable operation control corresponding to various adaptation situations is realized.
（実施例）
以下、この発明の実施例について、図面を参照して詳細
に説明する。(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第１図はこの発明の一実施例に係る作業体の力制御装置
を示すもので、作業体、例えばマニピュレータのアーム
１０は複数の駆動モータ１１を介して作動制御自在に設
けられる。そして、アーム１０の先端に設けられるグリ
ッパ１０ａはスライド機構１２を介して設けられる。こ
のスライド機構１２は、例えば有底筒状の第１及び第２
の筒体１２ａ、１２ｂが軸方向に移動自在に設けられ、
このうち第１の筒体１２ａにはアーム１０の基部が取付
けられ、他方の第２の筒体１２ｂにはグリッパ１０ａが
取付けられる。そして、これら第１及び第２の筒体１２
ａ、１２ｂの内部にはばね部材１３が収容されて、その
端部がそれぞれの内壁部に係着される。この第１及び第
２の筒体１２ａ。FIG. 1 shows a working body force control device according to an embodiment of the present invention, in which a working body, for example, an arm 10 of a manipulator, is provided so that its operation can be freely controlled via a plurality of drive motors 11. A gripper 10a provided at the tip of the arm 10 is provided via a slide mechanism 12. The slide mechanism 12 has, for example, first and second cylinders each having a bottomed cylindrical shape.
Cylindrical bodies 12a and 12b are provided movably in the axial direction,
The base of the arm 10 is attached to the first cylindrical body 12a, and the gripper 10a is attached to the other second cylindrical body 12b. These first and second cylindrical bodies 12
A spring member 13 is housed inside each of the spring members a and 12b, and its ends are secured to the respective inner walls. These first and second cylindrical bodies 12a.
１２ｂ内は相互間の位置が位置検出センサ１４を介して
検出される。この位置検出センサ１４の出力端は制御部
１５の一方の入力端に接続され、この出力端には上記駆
動モータ１１が接続される。12b, mutual positions are detected via the position detection sensor 14. The output end of the position detection sensor 14 is connected to one input end of the control section 15, and the drive motor 11 is connected to this output end.
これにより、制御部１５は、その入力した位置検出セン
サ１４からの検出値と目標値に対応した駆動信号を生成
して駆動モータ１１に出力する。Thereby, the control unit 15 generates a drive signal corresponding to the input detection value from the position detection sensor 14 and the target value, and outputs it to the drive motor 11.
即ち、上記第１及び第２の筒体１２ａ、１２ｂはり。−
Ｌ、に一定長の変化が可能に構成され、位置検出センサ
１４により位置変位二ΔＬが検出される。そして、ばね
部材１３はり。において、縮み二（ΔＸ−ΔＬ−０）と
設定され、その縮み二ΔＸに応じて
Ｆ−に−ΔＸ
に相当する力をグリッパ１０ａを介して対象物に加える
。そして、制御部１５は上記指令部（図示せず）からの
目標値Ｆ±ΔＦが入力されているとすると、スライド機
構１２の位置制御目標値Ｘ。That is, the first and second cylindrical beams 12a and 12b. −
L, is configured to be able to change by a constant length, and the position detection sensor 14 detects the position displacement 2ΔL. And the spring member 13 beam. , the contraction 2 (ΔX-ΔL-0) is set, and in accordance with the contraction 2 ΔX, a force corresponding to -ΔX is applied to the object via the gripper 10a. If the control unit 15 receives the target value F±ΔF from the command unit (not shown), the control unit 15 determines the position control target value X of the slide mechanism 12.
±ΔＸ（ＸＬＬ−Ｘ、 −ΔＸ ｓ Ｘ ＵＬ”
Ｘ １ ＋ΔＸ）を定めて、位置検出センサ１４の出
力がＸ目、〜ＸＵＬの範囲となるように駆動モータ１１
を駆動制御してアーム１０のグリッパ１０ａを作動制御
する。±ΔX(XLL−X, −ΔX s X UL”
X 1 +ΔX) and drive the drive motor 11 so that the output of the position detection sensor 14 is in the range of
to control the operation of the gripper 10a of the arm 10.
上記構成により、例えば第２図に示すように宇宙ステー
ションのボディー上の亀裂等の発見作業等の凹凸状の対
象物１６に対して一定の力Ｆで押圧しながら作業をおこ
う場合には、アーム１ｏのグリッパ１０ａに傷検出器１
７を装着して（第１図参照）、制御部１５を介して駆動
モータ１１を駆動して傷検出器１７を対象物１６に当接
させる。With the above configuration, for example, as shown in FIG. 2, when working on an uneven object 16 while pressing with a constant force F, such as finding a crack or the like on the body of a space station, A flaw detector 1 is attached to the gripper 10a of the arm 1o.
7 (see FIG. 1), the drive motor 11 is driven via the control unit 15 to bring the flaw detector 17 into contact with the object 16.
すると、位置検出センサ１４がスライド機構１２のスラ
イド位置を検出して制御部１５に出力する。Then, the position detection sensor 14 detects the slide position of the slide mechanism 12 and outputs it to the control section 15.
ここで、制御部１５には上記指令部（図示せず）からの
目標値に対応して、位置検出センサ１４の出力が一定と
なるように駆動モータ１１を駆動制御する。これにより
、アーム１０のグリッパ１０ａはスライド機構１２に付
与されるばね部材１３のＦ−にΔＸなる力が加えられた
状態で、傷検出器１７を対象物１６に当接させた状態を
保って所望の動作を続ける。Here, the control section 15 controls the drive motor 11 so that the output of the position detection sensor 14 is constant in accordance with the target value from the command section (not shown). As a result, the gripper 10a of the arm 10 maintains the flaw detector 17 in contact with the object 16 while a force of ΔX is applied to F- of the spring member 13 applied to the slide mechanism 12. Continue the desired action.
このように、上記作業体の力制御装置は駆動モータ１１
とアーム１０のグリッパ１０ａとの間に該グリッパ１０
ａを軸方向に移動自在に支持するスライド機構１２を設
けると共に、このスライド機構１２の司る移動位置に応
じた付勢力をアーム１０のグリッパ１０ａに加えるばね
部材１３を設け、スライド機構１２の移動位置を制御す
ることにより、グリッパ１０ａに加わる力を一定に制御
するように構成した。これによれば、アーム１０のグリ
ッパ１０ａは対象物１６に対して、該対象物１６の当接
面の変化に対応して略一定の力で対象物１６に当接する
ように制御されるため、適応状況に応じて安定した動作
制御が実現される。In this way, the force control device for the workpiece is configured by the drive motor 11.
and the gripper 10a of the arm 10.
A slide mechanism 12 is provided to support the slide mechanism 12 so as to be movable in the axial direction, and a spring member 13 is provided to apply a biasing force to the gripper 10a of the arm 10 according to the movement position controlled by the slide mechanism 12. By controlling the gripper 10a, the force applied to the gripper 10a is controlled to be constant. According to this, the gripper 10a of the arm 10 is controlled to contact the object 16 with a substantially constant force in response to changes in the contact surface of the object 16. Stable motion control is achieved according to the adaptation situation.
なお、上記実施例では、アーム１０に対して１個のスラ
イド機構１２を設けて１軸回りを制御するように構成し
たが、これに限ることなく、第３図に示すように複数の
軸回りにスライド機構１２をそれぞれ設け、各軸毎に制
御するように構成することも可能である。In the above embodiment, one slide mechanism 12 is provided for the arm 10 to control around one axis, but the invention is not limited to this, and as shown in FIG. It is also possible to provide a slide mechanism 12 for each axis and to control each axis separately.
また、上記実施例では、作業体として宇宙用マニピュレ
ータに適用した場合で説明したが、これに限ることなく
、各種のロボットを含む作業体においても適用可能であ
る。Further, in the above embodiment, the case where the work body is applied to a space manipulator has been described, but the present invention is not limited to this, and can be applied to work bodies including various robots.
よって、この発明は上記実施例に限ることなく、その他
、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施
し得ることは勿論のことである。Therefore, it goes without saying that the present invention is not limited to the above embodiments, and that various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.
［発明の効果〕
以上詳述したように、この発明によれば、簡易な構成で
、適応能力の向上を図り、各種適応状況において安定し
た動作制御を実現し得るようにした作業体の力制御装置
を提供することができる。[Effects of the Invention] As detailed above, according to the present invention, force control of a work body is achieved with a simple configuration, improving adaptability, and realizing stable motion control in various adaptable situations. equipment can be provided.
第１図はこの発明の一実施例に係る作業体の力制御装置
を示す図、第２図は第１図の動作を説明するために示し
た図、第３図はこの発明の他の実施例を示す図、第４図
及び第５図は従来の力制御装置を示すブロック図である
。
１０・・・アーム、１０ａ・・・グリッパ １１・・・
駆動モータ、１２・・・スライド機構ｓ １２ ａ 。
１２ｂ・・・第１及び第２の筒体、１３・・・ばね部材
、１４・・・位置検出センサ、１５・・・制御部、１６
・・・対象物、１７・・・傷検出器。
第１図
出願人代理人 弁理士 鈴江武彦FIG. 1 is a diagram showing a force control device for a working body according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram shown to explain the operation of FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram showing another embodiment of the present invention. By way of example, FIGS. 4 and 5 are block diagrams illustrating conventional force control devices. 10... Arm, 10a... Gripper 11...
Drive motor, 12...slide mechanism s 12 a. 12b... First and second cylindrical bodies, 13... Spring member, 14... Position detection sensor, 15... Control unit, 16
...Object, 17...Flaw detector. Figure 1 Applicant's agent Patent attorney Takehiko Suzue
Claims (1)
に設けられる作動部と前記駆動モータとの間に介在され
、前記作動部を軸方向に移動自在に支持するスライド機
構と、 このスライド機構の司る移動位置に応じた付勢力を前記
作業体の作動部に付勢する付勢手段と、前記駆動モータ
を駆動制御して前記スライド機構の移動位置を制御し、
前記付勢手段の付勢力を制御する制御手段とを具備した
ことを特徴とする作業体の力制御装置。[Scope of Claims] A plurality of drive motors that control the operation of a work body, and a slide that is interposed between an actuation part provided on the work body and the drive motor and supports the actuation part so as to be movable in an axial direction. a mechanism; a biasing means for biasing an actuating portion of the work body with a biasing force corresponding to a movement position controlled by the slide mechanism; and drive control of the drive motor to control the movement position of the slide mechanism;
A force control device for a work body, comprising: control means for controlling the urging force of the urging means.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23309790A JPH04114214A (en) | 1990-09-05 | 1990-09-05 | Power controller for working body |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23309790A JPH04114214A (en) | 1990-09-05 | 1990-09-05 | Power controller for working body |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04114214A true JPH04114214A (en) | 1992-04-15 |
Family
ID=16949735
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23309790A Pending JPH04114214A (en) | 1990-09-05 | 1990-09-05 | Power controller for working body |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04114214A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006258574A (en) * | 2005-03-16 | 2006-09-28 | Railway Technical Res Inst | Loading device and loading method |
-
1990
- 1990-09-05 JP JP23309790A patent/JPH04114214A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006258574A (en) * | 2005-03-16 | 2006-09-28 | Railway Technical Res Inst | Loading device and loading method |
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