JPH08294881A - 力制御ロボット - Google Patents
力制御ロボットInfo
- Publication number
- JPH08294881A JPH08294881A JP10244595A JP10244595A JPH08294881A JP H08294881 A JPH08294881 A JP H08294881A JP 10244595 A JP10244595 A JP 10244595A JP 10244595 A JP10244595 A JP 10244595A JP H08294881 A JPH08294881 A JP H08294881A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wrist
- force
- end effector
- relay
- wrist part
- 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.)
- Withdrawn
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 力覚センサが加工用対象物から受ける反力に
高精度に検出できるようにした力制御ロボットを提供す
る。 【構成】 ロボット本体(1)から延伸した手首部
(7)の先端に取り付けられたエンドエフェクタ(1
2)が加工用対象物から受ける反力をこのエンドエフェ
クタに隣接する力覚センサ(10)で検出し、エンドエ
フェクタを加工用対象物に目標押し付け力で押し付ける
ように手首部を移動制御し、手首部の外部を通りその基
端部とエンドエフェクタとの間に信号等を伝達するため
の可撓性の伝達部材(15)を有する力制御ロボットに
おいて、手首部の基端部からエンドエフェクタへ至る前
に伝達部材(15)をエンドエフェクタの近傍において
中継留めする中継部材(20)を手首部に取り付けたこ
とを特徴とする。
高精度に検出できるようにした力制御ロボットを提供す
る。 【構成】 ロボット本体(1)から延伸した手首部
(7)の先端に取り付けられたエンドエフェクタ(1
2)が加工用対象物から受ける反力をこのエンドエフェ
クタに隣接する力覚センサ(10)で検出し、エンドエ
フェクタを加工用対象物に目標押し付け力で押し付ける
ように手首部を移動制御し、手首部の外部を通りその基
端部とエンドエフェクタとの間に信号等を伝達するため
の可撓性の伝達部材(15)を有する力制御ロボットに
おいて、手首部の基端部からエンドエフェクタへ至る前
に伝達部材(15)をエンドエフェクタの近傍において
中継留めする中継部材(20)を手首部に取り付けたこ
とを特徴とする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、力覚センサを有し手首
部の先端にあるエンドエフェクタを加工用対象物に目標
押し付け力で押し付け、面取り、バリ取りあるいは研削
等の作業を行う力制御ロボットに関する。
部の先端にあるエンドエフェクタを加工用対象物に目標
押し付け力で押し付け、面取り、バリ取りあるいは研削
等の作業を行う力制御ロボットに関する。
【0002】
【従来の技術】図4は、力制御ロボットの一例の概略構
成を示す。ロボット本体1は、6自由度の円筒座標型の
ロボットであり、力制御機能を有する。ロボット本体1
において、フロアに固定したベースプレート2の上に旋
回ユニット3が固着されている。旋回ユニット3には回
転自在にコラム4が軸支され、Θ軸が構成されている。
コラム4にはサドル5が上下に摺動自在に設置され、Z
軸が構成されている。サドル5には水平方向に摺動自在
にアーム6が配置され、R軸が構成されている。アーム
6の先端には手首部7が配置され、α軸、β軸、γ軸の
各軸の姿勢制御軸が構成されている。
成を示す。ロボット本体1は、6自由度の円筒座標型の
ロボットであり、力制御機能を有する。ロボット本体1
において、フロアに固定したベースプレート2の上に旋
回ユニット3が固着されている。旋回ユニット3には回
転自在にコラム4が軸支され、Θ軸が構成されている。
コラム4にはサドル5が上下に摺動自在に設置され、Z
軸が構成されている。サドル5には水平方向に摺動自在
にアーム6が配置され、R軸が構成されている。アーム
6の先端には手首部7が配置され、α軸、β軸、γ軸の
各軸の姿勢制御軸が構成されている。
【0003】手首部7の先端には6軸の力覚センサ10
が配置され、力覚センサ10の先端にはエンドエフェク
タとしてバリ取り工具等のエンドエフェクタ12が取り
付けられている。力覚センサ10は、エンドエフェクタ
12が加工用対象物から受ける反力を検出する。
が配置され、力覚センサ10の先端にはエンドエフェク
タとしてバリ取り工具等のエンドエフェクタ12が取り
付けられている。力覚センサ10は、エンドエフェクタ
12が加工用対象物から受ける反力を検出する。
【0004】図3に、手首部7等を拡大して示す。手首
部7の先端に力覚センサ10を介して取り付けられたエ
ンドエフェクタ12は作業工具本体12aと例えばこの
本体12aに回転可能に取り付けられた砥石等の作業工
具12bとからなる。作業工具本体12aは手首部7を
含む上記ロボットにより6自由度の動きを与えられ、作
業工具12bにより所定の作業を行う。
部7の先端に力覚センサ10を介して取り付けられたエ
ンドエフェクタ12は作業工具本体12aと例えばこの
本体12aに回転可能に取り付けられた砥石等の作業工
具12bとからなる。作業工具本体12aは手首部7を
含む上記ロボットにより6自由度の動きを与えられ、作
業工具12bにより所定の作業を行う。
【0005】作業工具本体12aは、作業工具12bが
加工対象物から受ける反力を力覚センサ10へ伝達させ
る。手首部7の基端部には手首曲げ部材13がアーム6
に接続されており、手首曲げ部材13には手首捻り部材
14が接続されている。手首捻り部材14の端部には結
合部材16が装着されており、この結合部材16と作業
工具本体12aとの間には力覚センサ10が配設されて
いる。手首部7の外部には、手首部7の基端部と作業工
具本体12aとの間に、信号等を伝達するための可撓性
のケーブル等の伝達手段15が配設されている。
加工対象物から受ける反力を力覚センサ10へ伝達させ
る。手首部7の基端部には手首曲げ部材13がアーム6
に接続されており、手首曲げ部材13には手首捻り部材
14が接続されている。手首捻り部材14の端部には結
合部材16が装着されており、この結合部材16と作業
工具本体12aとの間には力覚センサ10が配設されて
いる。手首部7の外部には、手首部7の基端部と作業工
具本体12aとの間に、信号等を伝達するための可撓性
のケーブル等の伝達手段15が配設されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】アーム6や手首曲げ部
材13や手首捻り部材14が運動すると、伝達部材15
が手首部に巻き付いたりすることがある。伝達部材15
が手首部7に巻き付いたりすると、伝達部材15により
手首部7の先端にあるエンドエフェクタ12の作業工具
本体12aへ種々の方向の抵抗力が加えられる。この結
果、力覚センサ10は加工用対象物から受ける反力に加
えて、作業工具本体12aを介してこのような抵抗力を
検出することになり、加工用対象物から受ける反力を高
精度に検出できないという問題点があった。
材13や手首捻り部材14が運動すると、伝達部材15
が手首部に巻き付いたりすることがある。伝達部材15
が手首部7に巻き付いたりすると、伝達部材15により
手首部7の先端にあるエンドエフェクタ12の作業工具
本体12aへ種々の方向の抵抗力が加えられる。この結
果、力覚センサ10は加工用対象物から受ける反力に加
えて、作業工具本体12aを介してこのような抵抗力を
検出することになり、加工用対象物から受ける反力を高
精度に検出できないという問題点があった。
【0007】そこで、本発明の目的は上記従来技術の有
する問題を解消し、力覚センサが加工用対象物から受け
る反力を高精度に検出できるようにした力制御ロボット
を提供することである。
する問題を解消し、力覚センサが加工用対象物から受け
る反力を高精度に検出できるようにした力制御ロボット
を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による力制御ロボットは、ロボット本体から
延伸した手首部の先端に取り付けられたエンドエフェク
タが加工用対象物から受ける反力をこのエンドエフェク
タに隣接する力覚センサで検出し、前記エンドエフェク
タを前記加工用対象物に目標押し付け力で押し付けるよ
うに前記手首部を移動制御し、前記手首部の外部を通り
その基端部と前記エンドエフェクタとの間に信号等を伝
達するための可撓性の伝達部材を有する力制御ロボット
において、前記手首部の基端部から前記エンドエフェク
タへ至る前に前記伝達部材を前記エンドエフェクタの近
傍において中継留めする中継部材を前記手首部に取り付
けたことを特徴とする。
に、本発明による力制御ロボットは、ロボット本体から
延伸した手首部の先端に取り付けられたエンドエフェク
タが加工用対象物から受ける反力をこのエンドエフェク
タに隣接する力覚センサで検出し、前記エンドエフェク
タを前記加工用対象物に目標押し付け力で押し付けるよ
うに前記手首部を移動制御し、前記手首部の外部を通り
その基端部と前記エンドエフェクタとの間に信号等を伝
達するための可撓性の伝達部材を有する力制御ロボット
において、前記手首部の基端部から前記エンドエフェク
タへ至る前に前記伝達部材を前記エンドエフェクタの近
傍において中継留めする中継部材を前記手首部に取り付
けたことを特徴とする。
【0009】好適には、前記中継部材は、前記手首部の
外側を包囲するように設けられている。好適には、前記
手首部は先端部に前記エンドエフェクタとの間に前記力
覚センサを装着する結合部材を有し、前記中継部材はこ
の結合部材に固着されている。好適には、前記中継部材
を囲うように配設され、前記手首部の基端部から前記中
継部材へ至る前に前記伝達部材を通過させた保護部材を
備える。好適には、前記伝達部材は、信号伝達用ケーブ
ルまたは配管である。
外側を包囲するように設けられている。好適には、前記
手首部は先端部に前記エンドエフェクタとの間に前記力
覚センサを装着する結合部材を有し、前記中継部材はこ
の結合部材に固着されている。好適には、前記中継部材
を囲うように配設され、前記手首部の基端部から前記中
継部材へ至る前に前記伝達部材を通過させた保護部材を
備える。好適には、前記伝達部材は、信号伝達用ケーブ
ルまたは配管である。
【0010】
【作用】手首部の基端部からエンドエフェクタへ至る伝
達部材は、エンドエフェクタへ至る前にエンドエフェク
タの近傍において中継部材によって中継留めされ、この
中継部材からエンドエフェクタへ接続されている。手首
部の運動により伝達部材が手首部に巻き付いたりした場
合でも、伝達部材が力を加えるのは中継部材に対してで
あり、手首部の先端にあるエンドエフェクタには力が印
加されず、したがって、力覚センサはエンドエフェクタ
が加工用対象物から受ける反力の他に力を検出しないよ
うにすることができる。
達部材は、エンドエフェクタへ至る前にエンドエフェク
タの近傍において中継部材によって中継留めされ、この
中継部材からエンドエフェクタへ接続されている。手首
部の運動により伝達部材が手首部に巻き付いたりした場
合でも、伝達部材が力を加えるのは中継部材に対してで
あり、手首部の先端にあるエンドエフェクタには力が印
加されず、したがって、力覚センサはエンドエフェクタ
が加工用対象物から受ける反力の他に力を検出しないよ
うにすることができる。
【0011】中継部材が手首部の外側を包囲するように
設けられている場合には、伝達部材が手首部に直接接触
することを回避することができ、伝達部材が手首部に力
を印加しないようにすることができる。
設けられている場合には、伝達部材が手首部に直接接触
することを回避することができ、伝達部材が手首部に力
を印加しないようにすることができる。
【0012】中継部材が手首部の外側を包囲するように
設け伝達部材が手首部に直接接触することを回避する場
合でも、伝達部材が中継部材に巻き付き中継部材を変形
させることが有り得る。この場合、中継部材が変形する
と、中継部材に中継留めされエンドエフェクタに至る伝
達部材が、引き延ばされたりし、力覚センサに上記反力
以外の力を検出させてしまうことが有り得る。しかしな
がら、中継部材を囲うように保護部材を配設し、伝達部
材が中継部材へ至る前に保護部材を通過させる場合に
は、伝達部材が中継部材に巻き付くことを回避でき、力
覚センサに上記反力以外の力を検出させないように確実
にすることができる。
設け伝達部材が手首部に直接接触することを回避する場
合でも、伝達部材が中継部材に巻き付き中継部材を変形
させることが有り得る。この場合、中継部材が変形する
と、中継部材に中継留めされエンドエフェクタに至る伝
達部材が、引き延ばされたりし、力覚センサに上記反力
以外の力を検出させてしまうことが有り得る。しかしな
がら、中継部材を囲うように保護部材を配設し、伝達部
材が中継部材へ至る前に保護部材を通過させる場合に
は、伝達部材が中継部材に巻き付くことを回避でき、力
覚センサに上記反力以外の力を検出させないように確実
にすることができる。
【0013】
【実施例】以下に図面を参照して本発明の力制御ロボッ
トの実施例を説明する。本実施例の力制御ロボットの概
略構成を図2に示す。図4に示すものと略同一であるの
で説明を省略する。図1は図2における手首部7の拡大
図であり、本実施例における手首部7等(a)と、一部
拡大断面図(b)を示す。図1において、手首部7の先
端に力覚センサ10を介して取り付けられたエンドエフ
ェクタ12は直方体状の作業工具本体12aと、面取
り、バリ取りあるいは研削等用の円盤状の作業工具12
bとからなる。
トの実施例を説明する。本実施例の力制御ロボットの概
略構成を図2に示す。図4に示すものと略同一であるの
で説明を省略する。図1は図2における手首部7の拡大
図であり、本実施例における手首部7等(a)と、一部
拡大断面図(b)を示す。図1において、手首部7の先
端に力覚センサ10を介して取り付けられたエンドエフ
ェクタ12は直方体状の作業工具本体12aと、面取
り、バリ取りあるいは研削等用の円盤状の作業工具12
bとからなる。
【0014】手首部7の基端部には図1の紙面に垂直な
軸の回りに旋回する手首曲げ部材13がアーム6に接続
されている。手首曲げ部材13には円柱状の手首捻り部
材14が接続されており、手首捻り部材14は手首曲げ
部材13の旋回軸と垂直で図1の紙面上にある軸の回り
に旋回できるようになっている。手首捻り部材14の先
端部には円盤状の結合部材16が装着されている。結合
部材16と作業工具本体12aとの間には力覚センサ1
0が配設されている。
軸の回りに旋回する手首曲げ部材13がアーム6に接続
されている。手首曲げ部材13には円柱状の手首捻り部
材14が接続されており、手首捻り部材14は手首曲げ
部材13の旋回軸と垂直で図1の紙面上にある軸の回り
に旋回できるようになっている。手首捻り部材14の先
端部には円盤状の結合部材16が装着されている。結合
部材16と作業工具本体12aとの間には力覚センサ1
0が配設されている。
【0015】手首部7の基端部やアーム6等と作業工具
本体12aとの間には、信号等を伝達するケーブルや空
気等を送る配管等の可撓性の螺旋状の伝達手段15が配
設されている。
本体12aとの間には、信号等を伝達するケーブルや空
気等を送る配管等の可撓性の螺旋状の伝達手段15が配
設されている。
【0016】手首捻り部材14、結合部材16および力
覚センサ10の外側には、それらを囲うように円筒状の
中継部材20が配設されている。中継部材20は中央部
で結合部材16の外周面に固着され、力覚センサ10や
エンドエフェクタ12に直接接触しないように配設され
ている。力覚センサ10の近傍の中継部材20の下方部
には、伝達部材15を挟み固定する固定部材20aが配
設されている。
覚センサ10の外側には、それらを囲うように円筒状の
中継部材20が配設されている。中継部材20は中央部
で結合部材16の外周面に固着され、力覚センサ10や
エンドエフェクタ12に直接接触しないように配設され
ている。力覚センサ10の近傍の中継部材20の下方部
には、伝達部材15を挟み固定する固定部材20aが配
設されている。
【0017】中継部材20の外側の下方部には、段付き
円筒状の保護部材21が取り付けられている。保護部材
21には、伝達部材15が貫通するための通過孔21a
が形成されており、通過孔21aの外側にはL字状管部
材22が取り付けられている。L字状管部材22は伝達
部材15を円滑に保護部材21へ導くものである。
円筒状の保護部材21が取り付けられている。保護部材
21には、伝達部材15が貫通するための通過孔21a
が形成されており、通過孔21aの外側にはL字状管部
材22が取り付けられている。L字状管部材22は伝達
部材15を円滑に保護部材21へ導くものである。
【0018】手首部7の基端部等から出た伝達部材15
は、L字状管部材22を通った後、通過孔21aと通
り、中継部材20を貫通するとともに固定部材20aに
よって挟み固定されて中継留めされ、図1において中継
部材の手前側を迂回しエンドエフェクタ12へ至る。
は、L字状管部材22を通った後、通過孔21aと通
り、中継部材20を貫通するとともに固定部材20aに
よって挟み固定されて中継留めされ、図1において中継
部材の手前側を迂回しエンドエフェクタ12へ至る。
【0019】次に、本実施例の作用について説明する。
手首部7が運動し伝達部材15が手首部7に巻き付こう
とすると、伝達部材15は中継部材20に巻き付き、手
首部7には直接巻き付くことはない。したがって、伝達
部材15が力を加えるのは中継部材20に対してであ
る。中継部材20に加えられた力は結合部材16に力を
伝達するのみであり、手首部7の先端に取り付けられた
エンドエフェクタ12の作業工具本体12aには力を伝
達しない。この結果、力覚センサ10は加工用対象物か
ら受ける反力の他に力を検出しないようにすることがで
きる。
手首部7が運動し伝達部材15が手首部7に巻き付こう
とすると、伝達部材15は中継部材20に巻き付き、手
首部7には直接巻き付くことはない。したがって、伝達
部材15が力を加えるのは中継部材20に対してであ
る。中継部材20に加えられた力は結合部材16に力を
伝達するのみであり、手首部7の先端に取り付けられた
エンドエフェクタ12の作業工具本体12aには力を伝
達しない。この結果、力覚センサ10は加工用対象物か
ら受ける反力の他に力を検出しないようにすることがで
きる。
【0020】また、中継部材20により伝達部材15が
手首部7に直接接触することを回避できる場合でも、伝
達部材15が中継部材20に巻き付き中継部材20を変
形させ、この変形により、固定部材20aに中継留めさ
れエンドエフェクタ12に至る伝達部材15が、引き延
ばされたりして力覚センサ10に反力以外の力を検出さ
せてしまうことが有り得る。しかしながら、中継部材2
0を囲うように保護部材21を配設し、さらにL字状管
部材22を設けたので、伝達部材15が中継部材20に
巻き付くことを回避できる。
手首部7に直接接触することを回避できる場合でも、伝
達部材15が中継部材20に巻き付き中継部材20を変
形させ、この変形により、固定部材20aに中継留めさ
れエンドエフェクタ12に至る伝達部材15が、引き延
ばされたりして力覚センサ10に反力以外の力を検出さ
せてしまうことが有り得る。しかしながら、中継部材2
0を囲うように保護部材21を配設し、さらにL字状管
部材22を設けたので、伝達部材15が中継部材20に
巻き付くことを回避できる。
【0021】本実施例の構成によれば、中継部材20を
設けたので、力覚センサ10が加工用対象物から受ける
反力の他に力を検出することを防止することができる。
この結果、エンドエフェクタ12を加工用対象物に目標
押し付け力で押し付けるように手首部7を高信頼性で移
動制御することができる。
設けたので、力覚センサ10が加工用対象物から受ける
反力の他に力を検出することを防止することができる。
この結果、エンドエフェクタ12を加工用対象物に目標
押し付け力で押し付けるように手首部7を高信頼性で移
動制御することができる。
【0022】また、保護部材21を設けたので、伝達部
材15が力覚センサ10に与える影響を確実に遮断する
ことができる。
材15が力覚センサ10に与える影響を確実に遮断する
ことができる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の構成によ
れば、中継部材を設けたので、力覚センサが加工用対象
物から受ける反力の他に力を検出することを防止するこ
とができる。
れば、中継部材を設けたので、力覚センサが加工用対象
物から受ける反力の他に力を検出することを防止するこ
とができる。
【0024】また、保護部材を設けたので、伝達部材が
力覚センサが与える影響を確実に遮断することができ
る。
力覚センサが与える影響を確実に遮断することができ
る。
【図1】本発明による力制御ロボットの実施例における
手首部等を示す図(a)と、その部分拡大一部断面図。
手首部等を示す図(a)と、その部分拡大一部断面図。
【図2】力制御ロボットの概略構成を示す斜視図。
【図3】従来の力制御ロボットにおける手首部等を示す
斜視図。
斜視図。
【図4】従来の力制御ロボットの概略構成を示す斜視
図。
図。
1 ロボット本体 4 コラム 5 サドル 6 アーム 12 エンドエフェクタ 12a 作業工具本体 12b 作業工具 13 手首曲げ部材 14 手首捻り部材 15 伝達部材 16 結合部材 20中継部材 20a 固定部材 21 保護部材 21a 通過孔 22 L字状管部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永 滝 真太郎 静岡県沼津市大岡2068の3 東芝機械株式 会社沼津事業所内 (72)発明者 神 野 誠 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1 株式会 社東芝研究開発センター内
Claims (5)
- 【請求項1】ロボット本体から延伸した手首部の先端に
取りつけられたエンドエフェクタが加工用対象物から受
ける反力をこのエンドエフェクタに隣接する力覚センサ
で検出し、前記エンドエフェクタを前記加工用対象物に
目標押し付け力で押し付けるように前記手首部を移動制
御し、前記手首部の外部を通りその基端部と前記エンド
エフェクタとの間に信号等を伝達するための可撓性の伝
達部材を有する力制御ロボットにおいて、 前記手首部の基端部から前記エンドエフェクタへ至る前
に前記伝達部材を前記エンドエフェクタの近傍において
中継留めする中継部材を前記手首部に取り付けたことを
特徴とする力制御ロボット。 - 【請求項2】前記中継部材は、前記手首部の外側を包囲
するように設けられていることを特徴とする請求項1に
記載の力制御ロボット。 - 【請求項3】前記手首部は先端部に前記エンドエフェク
タとの間に前記力覚センサを装着する結合部材を有し、
前記中継部材はこの結合部材に固着されていることを特
徴とする請求項1に記載の力制御ロボット。 - 【請求項4】前記中継部材を囲うように配設され、前記
手首部の基端部から前記中継部材へ至る前に前記伝達部
材を通過させる保護部材を備えることを特徴とする請求
項1に記載の力制御ロボット。 - 【請求項5】前記伝達部材は、信号伝達用ケーブルまた
は配管であることを特徴とする請求項1に記載の力制御
ロボット。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10244595A JPH08294881A (ja) | 1995-04-26 | 1995-04-26 | 力制御ロボット |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10244595A JPH08294881A (ja) | 1995-04-26 | 1995-04-26 | 力制御ロボット |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08294881A true JPH08294881A (ja) | 1996-11-12 |
Family
ID=14327673
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10244595A Withdrawn JPH08294881A (ja) | 1995-04-26 | 1995-04-26 | 力制御ロボット |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08294881A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017064879A (ja) * | 2015-10-02 | 2017-04-06 | 株式会社Ihi | ロボット装置 |
CN107009368A (zh) * | 2017-03-30 | 2017-08-04 | 东南大学 | 基于力传感器的机器人打磨作业控制***及其控制方法 |
-
1995
- 1995-04-26 JP JP10244595A patent/JPH08294881A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2017064879A (ja) * | 2015-10-02 | 2017-04-06 | 株式会社Ihi | ロボット装置 |
CN107009368A (zh) * | 2017-03-30 | 2017-08-04 | 东南大学 | 基于力传感器的机器人打磨作业控制***及其控制方法 |
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