JPH06315880A - 7軸多関節ロボットマニピュレータの肘回転方法 - Google Patents
7軸多関節ロボットマニピュレータの肘回転方法Info
- Publication number
- JPH06315880A JPH06315880A JP5131368A JP13136893A JPH06315880A JP H06315880 A JPH06315880 A JP H06315880A JP 5131368 A JP5131368 A JP 5131368A JP 13136893 A JP13136893 A JP 13136893A JP H06315880 A JPH06315880 A JP H06315880A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- axis
- control point
- angle
- robot manipulator
- manipulator
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Numerical Control (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
させる効率的な方法を提供する。 【構成】マニピュレータの先端に置ける制御点とマニピ
ュレータの肩の線を回転軸に選択し、7軸多関節型ロボ
ットマニピュレータの7軸を固定して6軸ロボットマニ
ピュレータとして考える。6軸ロボットマニピュレータ
を先の回転軸回りに微小角度だけ回転させる。このため
の軸角度の逆変換の計算で求める。この回転によって制
御点での姿勢のみ微小な変化を生ずる来すのでこれを修
正する。第一軸を除く先端からの6軸をとって6軸ロボ
ットマニピュレータを想定する。最初の制御点での姿勢
に肘回転後の制御点の姿勢を合わせるための逆変換の計
算を行い先端6軸の角度を求める。
Description
所あるいは一般産業における7軸関節型ロボットマニピ
ュレータの肘回転方法に関するものである。
タに、さらにもう1軸追加し人間の腕に似せた7軸関節
型ロボットマニピュレータ(図4参照)は、作業中先端
の制御点での位置・姿勢を変化させないで、肘部分のみ
回転させるという動作が可能である。
節型ロボットマニピュレータと異なり、冗長軸があるた
め、先端の制御点での位置・姿勢がきまっても角関節軸
の角度は一義的に決まらないため、制御方法に工夫が必
要である。本出願人は先に、特願平3−286665、
特願平4−70325、特願平4−110773号等を
提案しているが、演算が複雑である等の不具合がある。
そこで、本発明は、先端制御点の位置・姿勢を元のまま
で肘を回転させる効率的な方法を提供することを目的と
するものである。
ニピュレータの肘を回転するには次のようにして行う。 (1)マニピュレータの先端に置ける制御点とマニピュ
レータの肩の線を回転軸に選択する。 (2)7軸多関節型ロボットマニピュレータの7軸を固
定して6軸ロボットマニピュレータとして考える。 (3)6軸ロボットマニピュレータを先の回転軸回りに
微小角度だけ回転させる。このための軸角度の逆変換の
計算で求める。 (4)この回転によって制御点での姿勢のみ微小な変化
を生ずる来すのでこれを修正する。 (5)第一軸を除く先端からの6軸をとって6軸ロボッ
トマニピュレータを想定する。 (6)最初の制御点での姿勢に肘回転後の制御点の姿勢
を合わせるための逆変換の計算を行い先端6軸の角度を
求める。 (7)以上でもって肘を微小角度だけ回転させる関節角
度が求められる。 (8)(2)に戻ってこの計算を繰り返せばさらに肘が
回転する軸角度が次々にもとまる。
ピュレータの肘回転が、制御点での位置姿勢を元のまま
に保って可能になる。
軸関節型ロボットマニピュレータの最初のジョイントの
角度を{ 0qi }とし、先端制御点の微小な位置・姿勢
変化と各軸の微小角度の関係は次のように表される。
到るベクトル Δq:ロボットマニピュレータの微小回転角度ベクトル
[Δq1 Δq2 …Δq7]T
御点に向かう単位回転軸ベクトルkとする(図1参
照)。この軸回りにΔθだけ回転することを考える。制
御点位置は不変で姿勢のみ変化するので、この変化は次
のように示される。 [ΔrT ΔωT ]T =[0T [Δθ*k]T ]T (2) なお、 [ΔrT ΔωT ]T =[0T 0T ]T として
(1)式の左辺に代入して、肘を回転するような解を見
つけることが前述の特願平4−70325の方法であっ
た。本発明の方法は(1)式を次のように分解する。
1 ,Δq2 ,…,Δq6 ]T である(図2参照)。
2 ,Δq3 ,…,Δq7 ]T である(図3参照)。
(4)式において(2)式の値をいれてΔq1 の値を求
める。Δq7 =0として新たなqを求める。 qi =qi +Δqi (i=1,2,…,7) (5) この値を使って{zi }と{hi }を求める。そして
(4)式に代入する。そこで新たに次式を計算する。 [ΔrT ΔωT ]T =[0T −[Δθ*k]T ]T (6) この意味は、肘回転によって制御点での姿勢変化を元に
戻すことを意味している。(6)を(4)に代入しこの
式を解くことによってΔqi を求める。Δqi=0とし
て 1qi を求める。 1qi =qi +Δqi (i=1,2,…,7) (7) 以上の計算によって得られる{ 1qi }はマニピュレー
タを回転軸kの回りに角度Δθだけ回転した場合に得ら
れる関節角度である。このことを繰り返せばマニピュレ
ータの肘は制御点での位置と姿勢を元のまま保った可能
な限り回転する。
連立方程式を解くことである。ロボットマニピュレータ
の形態が特異点状態に入るとマトリクスが縮退して解け
なくなることがある。この場合、制御点の位置あるいは
姿勢を多少犠牲にして解を求めることが必要になること
がある。従って事前にシミュレータでもってこのような
動作が可能であることを確認しておくことが必要であ
る。以上の説明では7軸多関節ロボットマニピュレータ
の関節は回転軸のみとしてのみ説明したがスライド軸を
中心に含む場合でも同様な論法で可能であることは言う
までもない。ただし、この場合、機構的に肘回転が実現
不可能となる制約が多くなることは言うまでもなく、人
間腕型7軸多関節ロボットマニピュレータではスライド
軸は採用されないことが多い。
7軸多関節型のロボットマニピュレータの肘回転によっ
て、障害物の回避あるいは場合によって肘関節の回転に
よって制御点での取りうる動作範囲が広くなるという効
果がある。
肩の点、肘回転軸ベクトルkを示す図
示す図
示す図
図
Claims (2)
- 【請求項1】 7軸多関節型ロボットマニピュレータに
おいて、マニピュレータの肩の点と前記制御点を結ぶ回
転軸を想定し、 7軸多関節型ロボットマニピュレータの第7軸を固定し
て根本の第1軸から6軸をとった疑似6軸ロボットマニ
ピュレータを仮想し、 その疑似6軸ロボットマニピュレータを前記回転軸回り
に微小角度だけ回転させるための軸角度を逆変換の計算
で求め、 この回転によって制御点での姿勢にずれが生ずるのでこ
れを補正し、 第一軸を除く先端からの6軸をとって疑似6軸ロボット
マニピュレータを仮想し、 最初の制御点での姿勢に肘回転後の制御点の姿勢を合わ
せるための逆変換の計算を行い先端6軸の角度を求め、 以上により求まった7軸の軸角度を指令軸角度として動
作させることにより前記回転軸のまわりに先端制御点で
の位置・姿勢を変化させないでマニピュレータの肘部分
を微小角度だけ回転させることを特徴とする7軸多関節
ロボットマニピュレータの肘回転方法。 - 【請求項2】 7軸多関節型ロボットマニピュレータに
おいて、先端制御点での位置・姿勢を変化させないでマ
ニピュレータの肩の点と前記制御点を結ぶ回転軸(k)
のまわりにマニピュレータの肘部分を微小角度(Δθ)
だけ回転させるために、最小のジョイント角度を{ 0q
i }として、まず7軸目を固定した擬似6軸ロボットマ
ニピュレータのヤコビアン方程式 [0T [Δθ*k]T ]T =JB *[Δq1 Δq2 …
Δq6 ]T を解いてマニピュレータの各ジョイント微小角度(Δq
i i=1,2,…,6;Δq7 =0)を求め、次に、 qi =qi +Δqi (i=1,2,…,7) により各ジョイントの角度をもとめ、この角度を用いて
マニピュレータの先端6軸よりなる疑似6軸ロボットマ
ニピュレータのヤコビアン方程式 [0T −[Δθ*k]T ]T =JF *[Δq2 Δ
q3 ...Δq7 ]T を解いてマニピュレータの各ジョイント微小角度(Δq
1 i=2,3,…,7;Δq1 =0)を求め、1 qi =qi +Δqi (i=1,2,…,7) として最終的なジョイント角度{ 1qi }を求め、Δθ
の回転を実現するために最初のジョイント角度
{ 0qi }に微小角度{ 1qi − 0qi }を加えること
によって肘回転を行うことを特徴とする7軸多関節ロボ
ットマニピュレータの肘回転方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13136893A JP3331674B2 (ja) | 1993-05-07 | 1993-05-07 | 7軸多関節ロボットマニピュレータの肘回転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13136893A JP3331674B2 (ja) | 1993-05-07 | 1993-05-07 | 7軸多関節ロボットマニピュレータの肘回転方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06315880A true JPH06315880A (ja) | 1994-11-15 |
JP3331674B2 JP3331674B2 (ja) | 2002-10-07 |
Family
ID=15056302
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13136893A Expired - Lifetime JP3331674B2 (ja) | 1993-05-07 | 1993-05-07 | 7軸多関節ロボットマニピュレータの肘回転方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3331674B2 (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0771621A2 (en) * | 1995-10-11 | 1997-05-07 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | Elbow-position control way of redundant manipulator |
JP2010036293A (ja) * | 2008-08-04 | 2010-02-18 | Jtekt Corp | 多関節ロボット |
WO2012028197A1 (en) * | 2010-09-03 | 2012-03-08 | Abb Research Ltd | An industrial robot, a component system for a such and a method for assembling a such |
CN102672720A (zh) * | 2012-05-31 | 2012-09-19 | 中国航天科技集团公司第五研究院第五一三研究所 | 一种三关节机械臂的控制方法 |
JP2013166222A (ja) * | 2012-02-16 | 2013-08-29 | Seiko Epson Corp | ロボット制御装置、ロボット制御方法およびロボット制御プログラムならびにロボットシステム |
JP2015037818A (ja) * | 2013-08-17 | 2015-02-26 | セイコーエプソン株式会社 | ロボット、ロボットの制御方法、プログラム及び経路作成装置 |
JP2015531624A (ja) * | 2012-08-15 | 2015-11-05 | インテュイティブ サージカル オペレーションズ, インコーポレイテッド | ゼロ空間を使用した関節運動の相殺のためのシステム及び方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62251901A (ja) * | 1986-04-25 | 1987-11-02 | Fanuc Ltd | 多軸ロボツトの経路制御装置 |
JPS648407A (en) * | 1987-07-01 | 1989-01-12 | Hitachi Ltd | Method for controlling operation of industrial robot |
JPH01267706A (ja) * | 1988-04-19 | 1989-10-25 | Toyoda Mach Works Ltd | ロボットの制御方法 |
JPH02269586A (ja) * | 1989-04-11 | 1990-11-02 | Toshiba Corp | マニピュレータ駆動制御装置 |
JPH03217906A (ja) * | 1990-01-23 | 1991-09-25 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | 多関節形ロボットの制御方法 |
-
1993
- 1993-05-07 JP JP13136893A patent/JP3331674B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62251901A (ja) * | 1986-04-25 | 1987-11-02 | Fanuc Ltd | 多軸ロボツトの経路制御装置 |
JPS648407A (en) * | 1987-07-01 | 1989-01-12 | Hitachi Ltd | Method for controlling operation of industrial robot |
JPH01267706A (ja) * | 1988-04-19 | 1989-10-25 | Toyoda Mach Works Ltd | ロボットの制御方法 |
JPH02269586A (ja) * | 1989-04-11 | 1990-11-02 | Toshiba Corp | マニピュレータ駆動制御装置 |
JPH03217906A (ja) * | 1990-01-23 | 1991-09-25 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | 多関節形ロボットの制御方法 |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0771621A2 (en) * | 1995-10-11 | 1997-05-07 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | Elbow-position control way of redundant manipulator |
EP0771621A3 (en) * | 1995-10-11 | 1999-03-24 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | Elbow-position control way of redundant manipulator |
JP2010036293A (ja) * | 2008-08-04 | 2010-02-18 | Jtekt Corp | 多関節ロボット |
WO2012028197A1 (en) * | 2010-09-03 | 2012-03-08 | Abb Research Ltd | An industrial robot, a component system for a such and a method for assembling a such |
JP2013166222A (ja) * | 2012-02-16 | 2013-08-29 | Seiko Epson Corp | ロボット制御装置、ロボット制御方法およびロボット制御プログラムならびにロボットシステム |
CN102672720A (zh) * | 2012-05-31 | 2012-09-19 | 中国航天科技集团公司第五研究院第五一三研究所 | 一种三关节机械臂的控制方法 |
JP2015531624A (ja) * | 2012-08-15 | 2015-11-05 | インテュイティブ サージカル オペレーションズ, インコーポレイテッド | ゼロ空間を使用した関節運動の相殺のためのシステム及び方法 |
JP2018020169A (ja) * | 2012-08-15 | 2018-02-08 | インテュイティブ サージカル オペレーションズ, インコーポレイテッド | ゼロ空間を使用した関節運動の相殺のためのシステム及び方法 |
JP2015037818A (ja) * | 2013-08-17 | 2015-02-26 | セイコーエプソン株式会社 | ロボット、ロボットの制御方法、プログラム及び経路作成装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3331674B2 (ja) | 2002-10-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3207728B2 (ja) | 冗長マニピュレータの制御方法 | |
JP5114019B2 (ja) | エフェクタの軌道を制御するための方法 | |
Hannan et al. | Kinematics and the implementation of an elephant's trunk manipulator and other continuum style robots | |
WO1999033617A1 (fr) | Structure de bras pour robots de travail a morphologie de type humain | |
US20090321150A1 (en) | Walking robot and method of controlling the same | |
JPH0282302A (ja) | ロボット制御装置 | |
CN105856231B (zh) | 一种特定构型六轴工业机器人的运动控制方法 | |
KR20180099623A (ko) | 로봇 팔 및 로봇 손목 | |
JPH06315880A (ja) | 7軸多関節ロボットマニピュレータの肘回転方法 | |
CN116330267A (zh) | 一种基于工业机器人腕部奇异点计算的控制方法 | |
JPH09103945A (ja) | 時計外装ケース研磨装置及び汎用研磨装置 | |
Fung et al. | Dynamic modelling of a non-linearly constrained flexible manipulator with a tip mass by Hamilton's principle | |
JP2019093487A (ja) | ロボットの制御装置及びロボットの逆変換処理方法 | |
JP4230196B2 (ja) | 位置決め演算方法および位置決め演算装置 | |
CN112917479A (zh) | 五轴机器人的近似位姿计算方法、装置和存储介质 | |
JP5371733B2 (ja) | 7軸多関節ロボットの制御方法及び制御プログラム | |
JPH0677205B2 (ja) | ロボツトの制御方法 | |
JPH0647689A (ja) | 多関節形ロボットの制御方法 | |
JP3146463B2 (ja) | 冗長軸マニピュレータの肘移動制御装置 | |
Chandra et al. | Dual-arm coordination using dual quaternions and virtual mechanisms | |
JPH03262009A (ja) | 多自由度ロボットの制御方法 | |
JP3431026B2 (ja) | 冗長軸を有する7軸以上のマニピュレータの制御方法 | |
JP2019093488A (ja) | ロボットの制御装置及びロボットの逆変換処理方法 | |
JPH05177563A (ja) | マスタスレーブマニピュレータの制御方法 | |
JP6252278B2 (ja) | ロボットの制御方法、ロボットの制御装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080726 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090726 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090726 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100726 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100726 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110726 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120726 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130726 Year of fee payment: 11 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |