JPH07210250A - Compliance controller for manipulator - Google Patents
Compliance controller for manipulatorInfo
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- JPH07210250A JPH07210250A JP6015763A JP1576394A JPH07210250A JP H07210250 A JPH07210250 A JP H07210250A JP 6015763 A JP6015763 A JP 6015763A JP 1576394 A JP1576394 A JP 1576394A JP H07210250 A JPH07210250 A JP H07210250A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】力センサを備えたマニピュレータ
のコンプライアンス制御装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a compliance control device for a manipulator having a force sensor.
【０００２】[0002]
【従来の技術】マニピュレータの力制御方式の一つに、
力センサの情報を位置や姿勢の変化量に変換してフィー
ドバックするコンプライアンス制御がある。この制御方
式は、力センサ情報を位置や姿勢の変化量に変換するた
めの仮想的な慣性、粘性、及び剛性のコンプライアンス
パラメータを調整することによって、マニピュレータと
作業環境との相互作用を制御するものである。コンプラ
イアンスパラメータを変更することによってマニピュレ
ータのみかけの柔らかさを変えられるので、多様な作業
に対応することができる。2. Description of the Related Art One of the force control methods for manipulators is
There is compliance control that converts the information of the force sensor into the amount of change in the position or posture and feeds it back. This control method controls the interaction between the manipulator and the work environment by adjusting the virtual inertia, viscosity, and rigidity compliance parameters for converting force sensor information into the amount of change in position and orientation. Is. Since the apparent softness of the manipulator can be changed by changing the compliance parameter, it is possible to handle various tasks.
【０００３】このコンプライアンスパラメータを可変に
することは、特開平４−２６７４０９号公報、特開平５
−１０８１０８号公報、及び特開平５−１８９００８号
公報に開示されるように公知である。特に、特開平５−
１８９００８号公報の技術は、マニピュレータが把持す
るワークが、磨き作業等でその形状が大きく変化した場
合にも良好に接触作業を行い得るよう、コンプライアン
スパラメータを力センサで検出した力に応じて動的に変
更するにするものである。Making the compliance parameter variable is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-267409 and Japanese Patent Laid-Open No. 5-407409.
It is publicly known as disclosed in JP-A-108108 and JP-A-5-189008. In particular, JP-A-5-
The technique disclosed in Japanese Patent No. 189008 is dynamic in accordance with the force detected by the force sensor as the compliance parameter so that the work held by the manipulator can perform good contact work even when the shape of the work changes significantly due to polishing work or the like. To change to.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】一方、マニピュレータ
が接触する物体自体の持つ硬さや柔らかさによって接触
状態が違ってくるので、接触する物体に応じてコンプラ
イアンスパラメータを調整する必要がある。たとえば、
作用する力に対して動きやすくなるコンプライアンスパ
ラメータを設定して力の作用する方向に逃げる機能を持
たせ、人の接触などの作業対象でない物体の干渉に対し
て過度の力が作用しないように安全を期することができ
る反面、そのように調整したコンプライアンスパラメー
タでは、硬い物体と接触すると、系が発振して安定した
接触状態を保てず、目的の動作を達成できない場合があ
った。そこで、本発明は、接触物体の硬さ（柔らかさ）
に応じてコンプライアンスパラメータを自動的に調整で
きるマニピュレータのコンプライアンス制御装置を提供
することを目的とする。On the other hand, since the contact state varies depending on the hardness or softness of the object itself with which the manipulator contacts, it is necessary to adjust the compliance parameter according to the object to contact. For example,
Set a compliance parameter that makes it easier to move with respect to the acting force, and have a function to escape in the direction in which the force acts, safe so that excessive force does not act on interference of non-working objects such as human contact On the other hand, with the compliance parameter adjusted in such a manner, when a hard object is brought into contact, the system oscillates and a stable contact state cannot be maintained, and the desired operation may not be achieved in some cases. Therefore, the present invention is the hardness (softness) of the contact object.
An object of the present invention is to provide a compliance control device for a manipulator that can automatically adjust a compliance parameter according to the above.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明は、力センサを備
えたマニピュレータのマニピュレータのコンプライアン
ス制御装置において、前記力センサによって検出した力
情報の時間微分値を求める微分器と、コンプライアンス
のパラメータを前記情報の時間微分値によって調整する
手段とを設けたことを特徴とするものである。According to the present invention, there is provided a manipulator compliance control device for a manipulator having a force sensor, wherein a differentiator for obtaining a time differential value of force information detected by the force sensor, and a compliance parameter Means for adjusting the time derivative of the information are provided.
【０００６】[0006]
【作用】本発明は、力情報は硬い物体との接触の際には
急激に変化することに着目したものであり、力情報の時
間微分値を取り出すことによって硬い物体との接触を検
出し、これによって自律的にコンプライアンスパラメー
タを変更するようにするものである。The present invention focuses on the fact that force information changes rapidly when it comes into contact with a hard object, and the contact with a hard object is detected by extracting the time derivative of the force information. Thereby, the compliance parameter is changed autonomously.
【０００７】[0007]
【実施例】以下、本発明を、図面に示す実施例に基づい
て説明する。図１は、本発明を実施した制御ブロック図
である。マニピュレータ８には各駆動軸に位置検出器９
と手首に力検出器１０が備わっており、外部から入力さ
れた指令軌道１は力情報３に基づいてコンプライアンス
軌道生成部５で修正され、制御目標軌道２として制御装
置に送られる。マニピュレータ８は制御目標軌道に追従
して動くようにマニピュレータ制御装置７によって位置
制御されており、作用した力に応じてマニピュレータの
位置が制御されるコンプライアンス制御が実施されてい
る。本発明は、このようなコンプライアンス制御装置
に、微分器１４とコンプライアンスパラメータ調整部６
を付加するものである。微分器１４は力情報の時間微分
値４を求め、コンプライアンスパラメータ調整部６はそ
の微分値４によってコンプライアンスパラメータを調整
する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described based on the embodiments shown in the drawings. FIG. 1 is a control block diagram for implementing the present invention. The manipulator 8 has a position detector 9 on each drive shaft.
A force detector 10 is provided on the wrist, and the command trajectory 1 input from the outside is corrected by the compliance trajectory generator 5 based on the force information 3 and sent as a control target trajectory 2 to the control device. The position of the manipulator 8 is controlled by the manipulator control device 7 so as to move following the control target trajectory, and compliance control is performed in which the position of the manipulator is controlled according to the applied force. The present invention provides such a compliance control device with a differentiator 14 and a compliance parameter adjusting unit 6.
Is added. The differentiator 14 obtains the time differential value 4 of the force information, and the compliance parameter adjusting unit 6 adjusts the compliance parameter according to the differential value 4.
【０００８】図２はコンプライアンスパラメータ調整部
６とコンプライアンス軌道生成部５の詳細ブロック図で
ある。保持レジスタ１１は力の微分信号の最大絶対値を
保持し、コンプライアンスパラメータ１２は、保持レジ
スタの保持する値によって調整される。マニピュレータ
に力が作用していない初期状態では、保持レジスタには
ゼロが保持され、コンプライアンスパラメータは作用す
る力に対して十分動きやすいよう設定されている。保持
レジスタの保持している値を接触している物体の硬さの
程度を示すものとみなし、保持する値が大きくなると、
作用する力に対して動きにくくなるようコンプライアン
スパラメータを変化させる。調整されたコンプライアン
スパラメータはコンプライアンス軌道生成部５に送られ
て、制御目標軌道を作るのに使われる。また、レジスタ
クリア１３は、計時機能を有し、力信号３が一定時間以
上ゼロのときには、物体との接触からの離脱とみなして
保持レジスタ１１をゼロにクリアする。FIG. 2 is a detailed block diagram of the compliance parameter adjusting unit 6 and the compliance trajectory generating unit 5. The holding register 11 holds the maximum absolute value of the force differential signal, and the compliance parameter 12 is adjusted by the value held by the holding register. In the initial state where no force is acting on the manipulator, zero is held in the holding register, and the compliance parameter is set so as to be sufficiently movable with respect to the acting force. The value held in the holding register is regarded as indicating the hardness of the object in contact, and when the held value becomes large,
The compliance parameter is changed to make it difficult to move with respect to the acting force. The adjusted compliance parameter is sent to the compliance trajectory generation unit 5 and used to create a control target trajectory. Further, the register clear 13 has a time counting function, and when the force signal 3 is zero for a certain period of time or more, it is regarded as a detachment from contact with an object and the holding register 11 is cleared to zero.
【０００９】[0009]
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、マ
ニピュレータが接触する物体の硬さ柔らかさを力情報の
時間微分信号を用いて簡便に判別し、それに応じて自律
的にコンプライアンスパラメータを調整するので、対象
物体がいかなるものであっても接触状態を良好に保つこ
とが可能となる。As described above, according to the present invention, the hardness and softness of the object with which the manipulator contacts can be easily determined by using the time differential signal of force information, and the compliance parameter can be autonomously adjusted accordingly. Is adjusted, it is possible to maintain a good contact state regardless of the target object.
【図１】本発明の一実施例における制御ブロック図FIG. 1 is a control block diagram according to an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の特徴部分の詳細ブロック図FIG. 2 is a detailed block diagram of a characteristic part of the present invention.
１ 指令軌道 ２ 制御目標軌道 ３ 力信号 ４ 力の時間微分信号 ５ コンプライアンス軌道生成部 ６ コンプライアンスパラメータ調整部 ７ マニピュレータ制御装置 ８ マニピュレータ ９ 力検出器 １０ 位置検出器 １１ 保持レジスタ １２ コンプライアンスパラメータ １３ レジスタクリア １４ 微分器 1 command trajectory 2 control target trajectory 3 force signal 4 time differential signal of force 5 compliance trajectory generation unit 6 compliance parameter adjustment unit 7 manipulator control device 8 manipulator 9 force detector 10 position detector 11 holding register 12 compliance parameter 13 register clear 14 Differentiator
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０５Ｂ 13/02 Ｂ 7531−3Ｈ Ｇ０５Ｄ 15/01 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI technical display location G05B 13/02 B 7531-3H G05D 15/01
Claims (3)
ピュレータのコンプライアンス制御装置において、 前記力センサによって検出した力情報の時間微分値を求
める微分器と、 コンプライアンスのパラメータを前記情報の時間微分値
によって調整する手段とを設けたことを特徴とするマニ
ピュレータのコンプライアンス制御装置。1. A manipulator compliance control device for a manipulator equipped with a force sensor, comprising: a differentiator for obtaining a time derivative of force information detected by the force sensor; and a compliance parameter adjusted by the time derivative of the information. And a compliance control device for a manipulator.
微分値号の最大絶対値を保持する手段と、その保持して
いる最大絶対値が大きくなると作用する力に対して動き
にくくなるようコンプライアンスパラメータを変化させ
る手段とからなる請求項１記載のマニピュレータのコン
プライアンス制御装置。2. The adjusting means holds the maximum absolute value of the time derivative of the force information, and when the held maximum absolute value increases, it becomes difficult for the acting force to move. The compliance control device for a manipulator according to claim 1, comprising means for changing a compliance parameter.
は、一定時間前記力センサによって検出した力情報がゼ
ロのときは、保持していた値をゼロクリアするものであ
る請求項２記載のマニピュレータのコンプライアンス制
御装置。3. The means for holding the maximum absolute value according to claim 2, wherein when the force information detected by the force sensor is zero for a certain period of time, the held value is cleared to zero. Compliance control device for manipulators.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01576394A JP3424849B2 (en) | 1994-01-14 | 1994-01-14 | Manipulator compliance controller |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01576394A JP3424849B2 (en) | 1994-01-14 | 1994-01-14 | Manipulator compliance controller |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07210250A true JPH07210250A (en) | 1995-08-11 |
| JP3424849B2 JP3424849B2 (en) | 2003-07-07 |
Family
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01576394A Expired - Fee Related JP3424849B2 (en) | 1994-01-14 | 1994-01-14 | Manipulator compliance controller |
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|---|---|
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6696769B2 (en) | 2001-04-04 | 2004-02-24 | Halla Climate Control Corporation | Mode switch assembly of automobile having impact/load absorbing apparatus |
| JP2010058253A (en) * | 2008-09-08 | 2010-03-18 | Waseda Univ | Control device and method for biped walking robot |
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| US20130184868A1 (en) * | 2012-01-17 | 2013-07-18 | Seiko Epson Corporation | Robot controller, robot system, robot control method |
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| JP2019188551A (en) * | 2018-04-26 | 2019-10-31 | オムロン株式会社 | Control system, control method, and control program |
-
1994
- 1994-01-14 JP JP01576394A patent/JP3424849B2/en not_active Expired - Fee Related
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