WO2015170361A1

WO2015170361A1 - Cable robot calibration method

Info

Publication number: WO2015170361A1
Application number: PCT/JP2014/002420
Authority: WO
Inventors: 一弘小菅; アーロンピーターソン
Original assignee: 野村ユニソン株式会社; 国立大学法人東北大学
Priority date: 2014-05-07
Filing date: 2014-05-07
Publication date: 2015-11-12

Abstract

[Problem] To provide a cable robot calibration method that enables calibration using functions already provided to the cable robot. [Solution] A calibration method wherein: the lengths of cables from second pulleys to a mobile platform when the mobile platform is in multiple different positions are calculated on the basis of estimated cable lengths and encoder detection results; on the basis of the calculated cable lengths, the position of the mobile platform with respect to an origin and the slope with respect to a standard coordinate system at each of multiple positions of the mobile platform, the positions of first pulleys with respect to the origin, and the lengths of the cables from the second pulleys to the mobile platform when the mobile platform is at a standard position are specified; and in step (S1) after the completion of step (S7), pulley positions are estimated on the basis of the specified pulley positions and cable lengths are estimated on the basis of the specified cable lengths.

Description

ケーブルロボットのキャリブレーション方法Cable robot calibration method

　本発明は、複数のケーブルと、複数のケーブルの一端側が連結されるとともに３次元方向へ移動可能な可動プラットフォームとを備えるケーブルロボットのキャリブレーション方法に関する。 The present invention relates to a cable robot calibration method including a plurality of cables and a movable platform to which one end sides of the plurality of cables are connected and movable in a three-dimensional direction.

　従来、複数のケーブルと、複数のケーブルの一端側が連結されるとともに３次元方向へ移動可能な可動プラットフォームとを備えるケーブルロボットが知られている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１に記載のケーブルロボットでは、たとえば、可動プラットフォームの上端側に４本のケーブルの一端側が連結され、可動プラットフォームの下端側に８本のケーブルの一端側が連結されている。１２本のケーブルの他端側は、リールに巻回されており、リールは、モータに連結されている。リールおよびモータは、ケーブルロボットの下端側に配置されている。可動プラットフォームの上端側に連結されるケーブルは、ケーブルロボットのフレームの上端側に取り付けられるプーリに掛けられている。また、可動プラットフォームの下端側に連結されるケーブルは、フレームの下端側に取り付けられるプーリに掛けられている。 Conventionally, a cable robot including a plurality of cables and a movable platform in which one end sides of the plurality of cables are connected and movable in a three-dimensional direction is known (for example, see Patent Document 1). In the cable robot described in Patent Document 1, for example, one end side of four cables is connected to the upper end side of the movable platform, and one end side of eight cables is connected to the lower end side of the movable platform. The other end side of the 12 cables is wound around a reel, and the reel is connected to a motor. The reel and the motor are arranged on the lower end side of the cable robot. The cable connected to the upper end side of the movable platform is hung on a pulley attached to the upper end side of the frame of the cable robot. The cable connected to the lower end side of the movable platform is hung on a pulley attached to the lower end side of the frame.

米国特許第７，７５３，６４２号明細書US Pat. No. 7,753,642

　特許文献１に記載のケーブルロボットでは、可動プラットフォームが移動したときの可動プラットフォームの位置と姿勢とを保つために、キャリブレーションを行う必要がある。本願発明者の検討によると、このキャリブレーションは、たとえば、モーションキャプチャ等のセンサを用いて行うことが可能である。しかしながら、モーションキャプチャ等のセンサを用いてキャリブレーションを行う場合には、ケーブルロボットを実際に使用する際に不要なセンサを準備しなければならない。 In the cable robot described in Patent Document 1, it is necessary to perform calibration in order to maintain the position and posture of the movable platform when the movable platform moves. According to the study of the present inventor, this calibration can be performed using a sensor such as a motion capture, for example. However, when calibration is performed using a sensor such as motion capture, an unnecessary sensor must be prepared when the cable robot is actually used.

　そこで、本発明の課題は、ケーブルロボットが元々備えている機能を利用してケーブルロボットのキャリブレーションを行うことが可能となるケーブルロボットのキャリブレーション方法を提案することにある。 Therefore, an object of the present invention is to propose a cable robot calibration method that enables the cable robot to be calibrated using functions originally provided in the cable robot.

　上記の課題を解決するため、本発明のケーブルロボットのキャリブレーション方法は、７本以上の複数のケーブルと、複数のケーブルの一端側が連結されるとともに３次元方向へ移動可能な可動プラットフォームと、複数のケーブルのそれぞれの他端側が巻回される複数のリールと、複数のリールのそれぞれを回転させる複数のモータと、複数のモータのそれぞれの回転量を検出する複数のエンコーダと、水平方向を回転の軸方向として回転する１個以上のプーリを有し複数のケーブルのそれぞれが掛けられる複数のプーリ部と、上下方向を回動の軸方向として回動するとともに複数のプーリ部のそれぞれを回転可能に保持する複数のプーリ保持部材と、複数のプーリ保持部材のそれぞれの回動中心となる複数の回動中心軸と、複数の回動中心軸が取り付けられるフレームとを備えるケーブルロボットのキャリブレーション方法であって、プーリ部が有するプーリのうち、リールから引き出されるケーブルが最初に接触するプーリを第１プーリとし、プーリ部が有するプーリのうち、可動プラットフォームから引き出されるケーブルが最初に接触するプーリを第２プーリとすると、所定の原点に対する複数の第１プーリのそれぞれの位置と、所定の基準位置に可動プラットフォームがあるときの複数のケーブルのそれぞれの第２プーリから可動プラットフォームまでの長さとを推定するパラメータ推定ステップと、パラメータ推定ステップで推定された複数の第１プーリのそれぞれの位置を推定プーリ位置とし、パラメータ推定ステップで推定された複数のケーブルのそれぞれの第２プーリから可動プラットフォームまでの長さを推定ケーブル長さとすると、パラメータ推定ステップ後、複数のモータを駆動して可動プラットフォームを異なる複数の位置に動かすとともに、複数の位置のそれぞれに可動プラットフォームがあるときの複数のケーブルのそれぞれの第２プーリから可動プラットフォームまでの長さを、複数のエンコーダのそれぞれでの検出結果と推定ケーブル長さとに基づいて算出するケーブル長さ測定ステップと、ケーブル長さ測定ステップで算出された複数のケーブルのそれぞれの第２プーリから可動プラットフォームまでの長さを実測ケーブル長さとすると、実測ケーブル長さに基づいて、ケーブル長さ測定ステップで可動プラットフォームを動かしたときの各位置における可動プラットフォームの原点に対する位置および所定の基準座標系に対する傾きを特定するとともに、実測ケーブル長さに基づいて、複数の第１プーリのそれぞれの原点に対する位置と、基準位置に可動プラットフォームがあるときの複数のケーブルのそれぞれの第２プーリから可動プラットフォームまでの長さを特定するパラメータ特定ステップと、パラメータ特定ステップでの特定結果に基づいて、パラメータ推定ステップに戻るのかそれともケーブルロボットのキャリブレーションを終了させるのかを判定する終了判定ステップとを備え、パラメータ特定ステップで特定された複数の第１プーリのそれぞれの原点に対する位置を特定プーリ位置とし、パラメータ特定ステップで特定された複数のケーブルのそれぞれの第２プーリから可動プラットフォームまでの長さを特定ケーブル長さとすると、終了判定ステップを経た後のパラメータ推定ステップでは、特定プーリ位置に基づいて推定プーリ位置を推定し、特定ケーブル長さに基づいて推定ケーブル長さを推定することを特徴とする。 In order to solve the above problems, a cable robot calibration method according to the present invention includes a plurality of cables of seven or more, a movable platform to which one end sides of the plurality of cables are connected and movable in a three-dimensional direction, and a plurality of cables A plurality of reels around which the other end of each cable is wound, a plurality of motors that rotate each of the plurality of reels, a plurality of encoders that detect the amount of rotation of each of the plurality of motors, and a horizontal rotation One or more pulleys that rotate as the axial direction of the plurality of pulleys, each of which has a plurality of cables, and a plurality of pulleys that rotate with the vertical direction as the axis of rotation. A plurality of pulley holding members to be held in the plurality, a plurality of rotation center axes serving as respective rotation centers of the plurality of pulley holding members, and a plurality of rotations A method for calibrating a cable robot including a frame to which a mandrel is attached, wherein among the pulleys of the pulley unit, the pulley that the cable drawn from the reel first contacts is the first pulley, and the pulley of the pulley unit has Among these, if the pulley that the cable drawn from the movable platform first contacts is the second pulley, the position of each of the plurality of first pulleys with respect to a predetermined origin and the plurality of cables when the movable platform is at a predetermined reference position A parameter estimation step for estimating the length from each second pulley to the movable platform, and a position of each of the plurality of first pulleys estimated in the parameter estimation step as an estimated pulley position. Each of multiple cables When the length from 2 pulleys to the movable platform is the estimated cable length, after the parameter estimation step, the plurality of motors are driven to move the movable platform to a plurality of different positions, and each of the plurality of positions has a movable platform. A cable length measurement step for calculating a length from each second pulley to the movable platform of each of the plurality of cables based on a detection result and an estimated cable length of each of the plurality of encoders; and a cable length measurement step If the measured cable length is the length from the second pulley of each of the cables calculated in step 4 to the movable platform, each position when the movable platform is moved in the cable length measurement step based on the measured cable length. Mobile platform in The position with respect to the origin and the inclination with respect to the predetermined reference coordinate system are specified, and the positions of the plurality of first pulleys with respect to the origin and the plurality of cables when the movable platform is at the reference position based on the actually measured cable length. Determine whether to return to the parameter estimation step or end the calibration of the cable robot based on the parameter identification step for identifying the length from each second pulley to the movable platform and the identification result in the parameter identification step An end determination step, wherein the position of each of the plurality of first pulleys specified in the parameter specifying step with respect to the origin is set as a specific pulley position, and the movable platform is moved from each of the second pulleys of the plurality of cables specified in the parameter specifying step. Until If the length is a specific cable length, the parameter estimation step after the end determination step estimates the estimated pulley position based on the specific pulley position, and estimates the estimated cable length based on the specific cable length. Features.

　本発明のケーブルロボットのキャリブレーション方法は、上述のパラメータ推定ステップと、ケーブル長さ測定ステップと、パラメータ特定ステップと、終了判定ステップとを備えている。また、本発明では、終了判定ステップを経た後のパラメータ推定ステップにおいて、特定プーリ位置に基づいて推定プーリ位置を推定し、特定ケーブル長さに基づいて推定ケーブル長さを推定している。そのため、本発明のケーブルロボットのキャリブレーション方法によれば、ケーブルロボットが元々備えている機能を利用してケーブルロボットのキャリブレーションを行うことが可能になる。 The cable robot calibration method of the present invention includes the above-described parameter estimation step, cable length measurement step, parameter identification step, and termination determination step. In the present invention, in the parameter estimation step after the end determination step, the estimated pulley position is estimated based on the specific pulley position, and the estimated cable length is estimated based on the specific cable length. Therefore, according to the cable robot calibration method of the present invention, the cable robot can be calibrated by using the function originally provided in the cable robot.

　本発明において、Ｎを７以上の整数とすると、ケーブルロボットは、Ｎ本のケーブルを備え、ケーブル長さ測定ステップでは、少なくとも４Ｎ箇所の異なる複数の位置に可動プラットフォームを動かして、実測ケーブル長さを算出することが好ましい。このように構成すると、パラメータ特定ステップにおいて、各種のパラメータを精度良く特定することが可能になる。 In the present invention, when N is an integer of 7 or more, the cable robot includes N cables, and in the cable length measurement step, the movable platform is moved to a plurality of different positions at least 4N locations, and the measured cable length is determined. Is preferably calculated. With this configuration, it is possible to specify various parameters with high accuracy in the parameter specifying step.

　本発明において、パラメータ特定ステップは、実測ケーブル長さに基づいて、ケーブル長さ測定ステップで可動プラットフォームを動かしたときの各位置における可動プラットフォームの原点に対する位置および基準座標系に対する傾きを特定する第１パラメータ特定ステップと、実測ケーブル長さと第１パラメータ特定ステップで特定された可動プラットフォームの位置および傾きとに基づいて、特定プーリ位置と特定ケーブル長さとを特定する第２パラメータ特定ステップとを備えることが好ましい。このように構成すると、パラメータ特定ステップで特定される各パラメータを一度の演算で特定する場合と比較して、パラメータ特定ステップで特定される各パラメータを特定する際の演算処理の負担を軽減することが可能になる。 In the present invention, the parameter specifying step specifies a position relative to the origin of the movable platform and an inclination relative to the reference coordinate system at each position when the movable platform is moved in the cable length measuring step based on the actually measured cable length. A parameter specifying step, and a second parameter specifying step for specifying the specific pulley position and the specific cable length based on the measured cable length and the position and inclination of the movable platform specified in the first parameter specifying step. preferable. With this configuration, compared to the case where each parameter specified in the parameter specifying step is specified by a single calculation, the burden of calculation processing when specifying each parameter specified in the parameter specifying step is reduced. Is possible.

　本発明において、パラメータ特定ステップは、第１パラメータ特定ステップで特定された可動プラットフォームの位置および傾きの中から異常値を除外する異常値除外ステップを備え、第２パラメータ特定ステップでは、異常値除外ステップで除外された可動プラットフォームの位置および傾きを除く可動プラットフォームの位置および傾きと実測ケーブル長さとに基づいて、特定プーリ位置と特定ケーブル長さとを特定することが好ましい。このように構成すると、第２パラメータ特定ステップにおいて、特定プーリ位置と特定ケーブル長さとを精度良く特定することが可能になる。 In the present invention, the parameter specifying step includes an abnormal value excluding step of excluding abnormal values from the position and inclination of the movable platform specified in the first parameter specifying step, and the second parameter specifying step includes an abnormal value excluding step. It is preferable that the specific pulley position and the specific cable length are specified based on the position and inclination of the movable platform excluding the position and inclination of the movable platform excluded in step 1 and the actually measured cable length. If comprised in this way, it will become possible to pinpoint a specific pulley position and a specific cable length with a sufficient precision in a 2nd parameter specific step.

　本発明において、ケーブルロボットのキャリブレーション方法は、パラメータ特定ステップと終了判定ステップとの間に、複数のプーリのそれぞれの特定プーリ位置と、複数のプーリのそれぞれの推定プーリ位置との差が最小になるように、特定プーリ位置を補正するプーリ位置補正ステップを備え、終了判定ステップを経た後のパラメータ推定ステップでは、特定ケーブル長さを推定ケーブル長さとし、プーリ位置補正ステップで補正された特定プーリ位置を推定プーリ位置とすることが好ましい。このように構成すると、ケーブルロボットのキャリブレーションの精度を高めることが可能になる。 In the present invention, the cable robot calibration method minimizes the difference between the specific pulley positions of the plurality of pulleys and the estimated pulley positions of the plurality of pulleys between the parameter specifying step and the end determining step. The pulley position correction step for correcting the specific pulley position so that the specific cable length is the estimated cable length in the parameter estimation step after the end determination step, and the specific pulley position corrected in the pulley position correction step Is an estimated pulley position. If comprised in this way, it will become possible to raise the precision of the calibration of a cable robot.

　本発明において、ケーブルロボットのキャリブレーションの開始後、所定回数までのケーブル長さ測定ステップでは、比例微分制御によって複数のモータを制御し、ケーブルロボットのキャリブレーションの開始後、所定回数以降のケーブル長さ測定ステップでは、ロバスト制御によって複数のモータを制御することが好ましい。このように構成すると、ケーブルロボットのキャリブレーションの開始後の所定回数までのパラメータ推定ステップで推定される推定プーリ位置や推定ケーブル長さの精度が低くても、ケーブル長さ測定ステップにおいて可動プラットフォームを動かしたときのケーブルの断線を防止することが可能になる。これに対して、ケーブルロボットのキャリブレーションの開始後の最初のケーブル長さ測定ステップからロバスト制御によって複数のモータを制御すると、ケーブルロボットのキャリブレーションの開始後の所定回数までのパラメータ推定ステップで推定される推定プーリ位置や推定ケーブル長さの精度が低かった場合に、ケーブル長さ測定ステップにおいてケーブルが断線するおそれがある。 In the present invention, in the cable length measurement step up to a predetermined number of times after the start of calibration of the cable robot, a plurality of motors are controlled by proportional differential control, and after the start of the calibration of the cable robot, the cable length after the predetermined number of times is controlled. In the height measuring step, it is preferable to control a plurality of motors by robust control. With this configuration, even if the estimated pulley position or the estimated cable length estimated in the parameter estimation step up to a predetermined number of times after the start of calibration of the cable robot is low, the movable platform can be used in the cable length measurement step. It becomes possible to prevent disconnection of the cable when moved. On the other hand, if multiple motors are controlled by robust control from the first cable length measurement step after the start of cable robot calibration, estimation is performed in the parameter estimation step up to a predetermined number of times after the start of cable robot calibration. If the accuracy of the estimated pulley position or the estimated cable length is low, the cable may be disconnected in the cable length measurement step.

　以上のように、本発明のケーブルロボットのキャリブレーション方法によれば、ケーブルロボットが元々備えている機能を利用してケーブルロボットのキャリブレーションを行うことが可能になる。 As described above, according to the cable robot calibration method of the present invention, the cable robot can be calibrated by using the function originally provided in the cable robot.

本発明の実施の形態にかかるキャリブレーション方法でキャリブレーションされるケーブルロボットの正面図である。It is a front view of the cable robot calibrated with the calibration method concerning an embodiment of the invention. 図１に示すケーブルロボットの平面図である。It is a top view of the cable robot shown in FIG. 図１のＥ部および可動プラットフォームの構成を説明するための正面図である。It is a front view for demonstrating the structure of the E section of FIG. 1, and a movable platform. 図３のＦ－Ｆ方向から可動プラットフォームおよびプーリ等を示す平面図である。FIG. 4 is a plan view showing a movable platform, a pulley and the like from the FF direction of FIG. 図３のＧ部の拡大図である。It is an enlarged view of the G section of FIG. 本発明の実施の形態にかかるキャリブレーション方法のフローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the calibration method concerning embodiment of this invention.

　以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

　（ケーブルロボットの構成）
　図１は、本発明の実施の形態にかかるキャリブレーション方法でキャリブレーションされるケーブルロボット１の正面図である。図２は、図１に示すケーブルロボット１の平面図である。図３は、図１のＥ部および可動プラットフォーム３の構成を説明するための正面図である。図４は、図３のＦ－Ｆ方向から可動プラットフォーム３およびプーリ１０、１１等を示す平面図である。 (Configuration of cable robot)
FIG. 1 is a front view of a cable robot 1 that is calibrated by a calibration method according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view of the cable robot 1 shown in FIG. FIG. 3 is a front view for explaining the configurations of the E part and the movable platform 3 in FIG. 1. FIG. 4 is a plan view showing the movable platform 3 and the

pulleys

10, 11 and the like from the FF direction of FIG.

　本形態のケーブルロボット１は、スポーツ中継等に使用されるビデオカメラを空中で移動させるためのロボットである。このケーブルロボット１は、フレーム２と、ビデオカメラ（図示省略）が搭載される可動プラットフォーム３と、可動プラットフォーム３に一端側が連結される８本のケーブル４と、８本のケーブル４の他端側のそれぞれが連結される８個のケーブル供給巻取機構５とを備えている。可動プラットフォーム３は、８本のケーブル４に支持されており、３次元方向へ移動可能となっている。フレーム２は、その外形が略直方体状となるように形成されている。このフレーム２は、四隅に配置される４本の支柱６を備えている。４本の支柱６によって形成される空間は、可動プラットフォーム３が移動する移動空間となっている。 The cable robot 1 of this embodiment is a robot for moving a video camera used for sports broadcasting or the like in the air. This cable robot 1 includes a frame 2, a movable platform 3 on which a video camera (not shown) is mounted, eight cables 4 connected at one end to the movable platform 3, and the other end of the eight cables 4. Are provided with eight cable supply winding mechanisms 5 connected to each other. The movable platform 3 is supported by eight cables 4 and is movable in a three-dimensional direction. The frame 2 is formed so that its outer shape is a substantially rectangular parallelepiped shape. The frame 2 includes four support columns 6 arranged at four corners. A space formed by the four struts 6 is a moving space in which the movable platform 3 moves.

　可動プラットフォーム３は、略直方体状に形成されている。８本のケーブル４のうちの４本のケーブル４の一端側は、可動プラットフォーム３の上端側に連結され、残りの４本のケーブル４の一端側は、可動プラットフォーム３の下端側に連結されている。たとえば、８本のケーブル４のうちの４本のケーブル４の一端側は、可動プラットフォーム３の上端側の四隅の近傍に連結され、残りの４本のケーブル４の一端側は、可動プラットフォーム３の下端側の四隅の近傍に連結されている。可動プラットフォーム３は、その先端側にケーブル４の一端側が連結される連結部材８を備えている。連結部材８は、ケーブル４に捩れが生じないように、可動プラットフォーム３の本体部に対して回動可能となっている。 The movable platform 3 is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape. One end side of four of the eight cables 4 is connected to the upper end side of the movable platform 3, and one end side of the remaining four cables 4 is connected to the lower end side of the movable platform 3. Yes. For example, one end side of four of the eight cables 4 is connected to the vicinity of four corners on the upper end side of the movable platform 3, and one end side of the remaining four cables 4 is connected to the movable platform 3. It is connected in the vicinity of the four corners on the lower end side. The movable platform 3 includes a connecting member 8 to which one end side of the cable 4 is connected at the tip side. The connecting member 8 is rotatable with respect to the main body of the movable platform 3 so that the cable 4 is not twisted.

　ケーブル供給巻取機構５は、フレーム２の下端側に取り付けられている。このケーブル供給巻取機構５は、ケーブル４の他端側が巻回されるリールと、リールを回転させるモータと、モータの動力をリールに伝達する動力伝達機構と、モータの回転量を検出するエンコーダとを備えている。動力伝達機構は、リールと同心状に配置されるボールネジスプラインを備えている。このボールネジスプラインとモータとは、プーリおよびベルトを介して連結されている。ケーブル供給巻取機構５では、モータが駆動すると、ボールネジスプラインが回転して、リールが回転しながら軸方向へ直線的に移動する。本形態では、リールからのケーブル４の繰出位置およびリールへのケーブル４の巻取位置が一定の位置から動かないように、リールが回転しながら軸方向へ移動する。 The cable supply winding mechanism 5 is attached to the lower end side of the frame 2. The cable supply winding mechanism 5 includes a reel around which the other end of the cable 4 is wound, a motor that rotates the reel, a power transmission mechanism that transmits the power of the motor to the reel, and an encoder that detects the amount of rotation of the motor. And. The power transmission mechanism includes a ball screw spline arranged concentrically with the reel. The ball screw spline and the motor are connected via a pulley and a belt. In the cable supply winding mechanism 5, when the motor is driven, the ball screw spline rotates, and the reel moves linearly in the axial direction while rotating. In this embodiment, the reel moves in the axial direction while rotating so that the feeding position of the cable 4 from the reel and the winding position of the cable 4 to the reel do not move from a certain position.

　可動プラットフォーム３の上端側に連結される４本のケーブル４のそれぞれは、４本の支柱６のそれぞれの上端側に配置されるプーリ１０、１１に掛けられている。すなわち、可動プラットフォーム３の上端側から引き出された４本のケーブル４のそれぞれは、４本の支柱６のそれぞれの上端側に配置されるプーリ１０、１１に掛けられた後、フレーム２の下端側に引き回されて、ケーブル供給巻取機構５のリールに巻回されている。一方、可動プラットフォーム３の下端側に連結される４本のケーブル４のそれぞれは、４本の支柱６のそれぞれの略中心位置に配置されるプーリ１２～１４に掛けられている。すなわち、可動プラットフォーム３の下端側から引き出された４本のケーブル４のそれぞれは、４本の支柱６のそれぞれの略中心位置に配置されるプーリ１２～１４に掛けられた後、フレーム２の下端側に引き回されて、ケーブル供給巻取機構５のリールに巻回されている。 Each of the four cables 4 connected to the upper end side of the movable platform 3 is hung on

pulleys

10 and 11 arranged on the upper end side of each of the four columns 6. That is, each of the four cables 4 drawn from the upper end side of the movable platform 3 is hung on the

pulleys

10 and 11 disposed on the upper end sides of the four columns 6 and then the lower end side of the frame 2. Is wound around the reel of the cable supply winding mechanism 5. On the other hand, each of the four cables 4 connected to the lower end side of the movable platform 3 is hung on pulleys 12 to 14 arranged at substantially center positions of the four columns 6. That is, each of the four cables 4 drawn from the lower end side of the movable platform 3 is hung on the pulleys 12 to 14 arranged at substantially the center positions of the four columns 6 and then the lower end of the frame 2. Is wound around the reel of the cable supply winding mechanism 5.

　本形態の可動プラットフォーム３は、プーリ１２～１４よりも上側の領域とプーリ１２～１４よりも下側の領域との両方の領域に移動可能となっている（図１参照）。プーリ１２～１４よりも上側の領域内に可動プラットフォーム３があるとき、および、プーリ１２～１４よりも下側の領域内に可動プラットフォーム３があるときのいずれの場合においても、８本のケーブル４の全てが可動プラットフォーム３を引っ張っている。また、プーリ１２～１４よりも上側の領域内に可動プラットフォーム３があるときには、可動プラットフォーム３の上端側に連結される４本のケーブル４が可動プラットフォーム３の自重を支え、プーリ１２～１４よりも下側の領域内に可動プラットフォーム３があるときには、８本のケーブル４が可動プラットフォーム３の自重を支えている。 The movable platform 3 of the present embodiment can move to both the area above the pulleys 12 to 14 and the area below the pulleys 12 to 14 (see FIG. 1). The eight cables 4 are used when the movable platform 3 is in the region above the pulleys 12 to 14 and when the movable platform 3 is in the region below the pulleys 12 to 14. All pull the movable platform 3. Further, when the movable platform 3 is in the region above the pulleys 12 to 14, the four cables 4 connected to the upper end side of the movable platform 3 support the weight of the movable platform 3, and than the pulleys 12 to 14. When the movable platform 3 is in the lower region, the eight cables 4 support the weight of the movable platform 3.

　プーリ１０、１１は、水平方向を回転の軸方向とする回転が可能となるように、プーリ保持部材１５に保持されている。プーリ１０とプーリ１１とは、その回転の軸方向と上下方向とに直交する方向で隣接するように配置されている。プーリ１０のピッチ円径とプーリ１１のピッチ円径とは等しくなっている。また、プーリ１０の回転中心とプーリ１１の回転中心とは同じ高さに配置されている。プーリ保持部材１５には、下方向に突出する回動中心軸１５ａが形成されている。フレーム２は、支柱６の上端側に固定される支持部材１６を備えており、回動中心軸１５ａは、支持部材１６に回動可能に取り付けられている。すなわち、プーリ保持部材１５は、回動中心軸１５ａを中心にして、かつ、上下方向を回動の軸方向として回動可能となっている。 The

pulleys

10 and 11 are held by a pulley holding member 15 so as to be able to rotate with the horizontal direction as the axial direction of rotation. The pulley 10 and the pulley 11 are disposed so as to be adjacent to each other in a direction orthogonal to the axial direction of the rotation and the vertical direction. The pitch circle diameter of the pulley 10 and the pitch circle diameter of the pulley 11 are equal. Further, the rotation center of the pulley 10 and the rotation center of the pulley 11 are arranged at the same height. The pulley holding member 15 is formed with a rotation center shaft 15a protruding downward. The frame 2 includes a support member 16 fixed to the upper end side of the support column 6, and the rotation center shaft 15 a is rotatably attached to the support member 16. That is, the pulley holding member 15 is rotatable about the rotation center axis 15a and with the vertical direction as the axis direction of rotation.

　本形態では、ケーブル供給巻取機構５のリールから引き出されるケーブル４が最初にプーリ１０に接触し、かつ、可動プラットフォーム３から引き出されるケーブル４が最初にプーリ１１に接触するように、プーリ１０が外側に配置され、プーリ１１が内側に配置されている。本形態のプーリ１０は、第１プーリであり、プーリ１１は、第２プーリである。また、本形態では、プーリ１０とプーリ１１とによってプーリ部が構成されている。 In this embodiment, the pulley 10 is arranged such that the cable 4 drawn from the reel of the cable supply winding mechanism 5 first contacts the pulley 10 and the cable 4 drawn from the movable platform 3 first contacts the pulley 11. The pulley 11 is disposed outside and the pulley 11 is disposed inside. The pulley 10 of this embodiment is a first pulley, and the pulley 11 is a second pulley. In this embodiment, the pulley 10 and the pulley 11 constitute a pulley section.

　プーリ１２～１４は、水平方向を回転の軸方向とする回転が可能となるように、プーリ保持部材１７に保持されている。プーリ１２とプーリ１３とは、その回転の軸方向と上下方向とに直交する方向で隣接するように配置されている。また、プーリ１３とプーリ１４とは、上下方向で重なるように配置されている。プーリ１２のピッチ円径とプーリ１３のピッチ円径とプーリ１４のピッチ円径とは等しくなっている。また、プーリ１２の回転中心とプーリ１３の回転中心とは同じ高さに配置され、プーリ１３の回転中心とプーリ１４の回転中心とは、プーリ１２とプーリ１３との隣接方向において同じ位置に配置されている。 The pulleys 12 to 14 are held by a pulley holding member 17 so as to be able to rotate with the horizontal direction as the axis direction of rotation. The pulley 12 and the pulley 13 are disposed so as to be adjacent to each other in a direction perpendicular to the axial direction of the rotation and the vertical direction. Moreover, the pulley 13 and the pulley 14 are arrange | positioned so that it may overlap with an up-down direction. The pitch circle diameter of the pulley 12, the pitch circle diameter of the pulley 13, and the pitch circle diameter of the pulley 14 are equal. The rotation center of the pulley 12 and the rotation center of the pulley 13 are arranged at the same height, and the rotation center of the pulley 13 and the rotation center of the pulley 14 are arranged at the same position in the adjacent direction of the pulley 12 and the pulley 13. Has been.

　プーリ保持部材１７には、下方向に突出する回動中心軸１７ａが形成されている。フレーム２は、支柱６の略中心位置に固定される支持部材１８を備えており、回動中心軸１７ａは、支持部材１８に回動可能に取り付けられている。すなわち、プーリ保持部材１７は、回動中心軸１７ａを中心にして、かつ、上下方向を回動の軸方向として回動可能となっている。上下方向から見たときに、同じ支柱６に固定される支持部材１６、１８に回動可能に取り付けられるプーリ保持部材１５の回動中心軸１５ａの軸心と回動中心軸１７ａの軸心とが一致している。 The pulley holding member 17 is formed with a rotation center shaft 17a protruding downward. The frame 2 includes a support member 18 that is fixed at a substantially central position of the support column 6, and a rotation center shaft 17 a is rotatably attached to the support member 18. That is, the pulley holding member 17 is rotatable about the rotation center axis 17a and with the vertical direction as the axis direction of rotation. When viewed from above and below, the shaft center of the rotation center shaft 15a and the shaft center of the rotation center shaft 17a of the pulley holding member 15 rotatably attached to the

support members

16 and 18 fixed to the same column 6 Match.

　本形態では、ケーブル供給巻取機構５のリールから引き出されるケーブル４が最初にプーリ１２に接触するとともに、プーリ１２～１４よりも上側の領域内にあるときの可動プラットフォーム３から引き出されるケーブル４が最初にプーリ１３に接触し、かつ、プーリ１２～１４よりも下側の領域内にあるときの可動プラットフォーム３から引き出されるケーブル４が最初にプーリ１４に接触するように、プーリ１２が外側に配置され、プーリ１３、１４が内側に配置されている。本形態のプーリ１２は、第１プーリであり、プーリ１３、１４は、第２プーリである。また、本形態では、プーリ１２～１４によってプーリ部が構成されている。 In this embodiment, the cable 4 drawn from the reel of the cable supply winding mechanism 5 first contacts the pulley 12, and the cable 4 drawn from the movable platform 3 when in the region above the pulleys 12 to 14 is The pulley 12 is arranged on the outside so that the cable 4 drawn out from the movable platform 3 first contacts the pulley 13 when first contacting the pulley 13 and in the region below the pulleys 12-14. The

pulleys

13 and 14 are disposed inside. The pulley 12 of this embodiment is a first pulley, and the

pulleys

13 and 14 are second pulleys. In the present embodiment, the pulleys 12 to 14 constitute a pulley section.

　以上のように構成されたケーブルロボット１では、ケーブル供給巻取機構５を構成するエンコーダでの検出結果に基づいてモータを駆動制御することで、可動プラットフォーム３がフレーム２内の任意の位置へ移動する。 In the cable robot 1 configured as described above, the movable platform 3 is moved to an arbitrary position in the frame 2 by controlling the drive of the motor based on the detection result of the encoder constituting the cable supply winding mechanism 5. To do.

　（ケーブルロボットのキャリブレーション方法）
　図５は、図３のＧ部の拡大図である。図６は、本発明の実施の形態にかかるキャリブレーション方法のフローを示すフローチャートである。 (Cabling robot calibration method)
FIG. 5 is an enlarged view of a portion G in FIG. FIG. 6 is a flowchart showing a flow of the calibration method according to the embodiment of the present invention.

　まず、ケーブルロボット１のキャリブレーションを行うための前提を説明する。ケーブルロボット１において可動プラットフォーム３等の位置を特定するための所定の原点を「Ｏｂ」とする（図３、図４参照）。また、可動プラットフォーム３の代表点を「Ｏｅ」とする（図３、図４参照）。代表点Ｏｅは、たとえば、可動プラットフォーム３の質量中心である。ケーブルロボット１では、以下の関係式が成立する。

First, the premise for calibrating the cable robot 1 will be described. A predetermined origin for specifying the position of the movable platform 3 or the like in the cable robot 1 is defined as “Ob” (see FIGS. 3 and 4). The representative point of the movable platform 3 is “Oe” (see FIGS. 3 and 4). The representative point Oe is, for example, the center of mass of the movable platform 3. In the cable robot 1, the following relational expression is established.

　式（１）において、「ｒ」は、原点Ｏｂに対する代表点Ｏｅの位置（相対位置）を表わす３次元ベクトルである。本形態では、「ｒ」は、可動プラットフォーム３の、原点Ｏｂに対する位置となっている。「Ｒ」は、基準座標系（ｘｂ－ｙｂ－ｚｂ座標系）に対する可動プラットフォーム３の傾き（具体的には、基準座標系に対する可動プラットフォーム３の座標系（ｘｅ－ｙｅ－ｚｅ座標系）の傾き）を表わす３行３列の回転行列である。すなわち、「Ｒ」は、可動プラットフォーム３の姿勢を表わす３行３列の回転行列である。「Ｐｉ」は、８個の連結部材８のそれぞれと８本のケーブル４のそれぞれとの連結点の、代表点Ｏｅに対する（相対位置）を表す３次元ベクトルであり、ｉ＝１～８である。「ｂｉ」は、原点Ｏｂに対する８個のプーリ１０、１２のそれぞれの位置（相対位置）を表す３次元ベクトルであり、ｉ＝１～８である。具体的には、「ｂｉ」は、８個のプーリ１０、１２のそれぞれと８本のケーブル４のそれぞれとの接触部分の原点Ｏｂに対する位置を表す３次元ベクトルである。なお、本形態では、上下方向から見たときに、８個のプーリ１０、１２のそれぞれと８本のケーブル４のそれぞれとの接触部分は、回動中心軸１５ａ、１７ａの軸心と一致している。 In Expression (1), “r” is a three-dimensional vector representing the position (relative position) of the representative point Oe with respect to the origin Ob. In this embodiment, “r” is the position of the movable platform 3 with respect to the origin Ob. “R” is the inclination of the movable platform 3 with respect to the reference coordinate system (xb-yb-zb coordinate system) (specifically, the inclination of the coordinate system of the movable platform 3 with respect to the reference coordinate system (xe-ye-ze coordinate system)). ) Representing a 3 × 3 rotation matrix. That is, “R” is a 3 × 3 rotation matrix representing the attitude of the movable platform 3. “Pi” is a three-dimensional vector representing the (relative position) of the connection point between each of the eight connection members 8 and each of the eight cables 4 with respect to the representative point Oe, and i = 1 to 8. . “Bi” is a three-dimensional vector representing the positions (relative positions) of the eight

pulleys

10 and 12 with respect to the origin Ob, and i = 1 to 8. Specifically, “bi” is a three-dimensional vector representing the position of the contact portion between each of the eight

pulleys

10 and 12 and each of the eight cables 4 with respect to the origin Ob. In this embodiment, when viewed from above and below, the contact portions of each of the eight

pulleys

10 and 12 and each of the eight cables 4 coincide with the axes of the

rotation center shafts

15a and 17a. ing.

　また、式（１）において、「ｌｐ」は、プーリ１０、１２とケーブル４との接触部分と、プーリ１１、１３、１４の中心との水平方向における距離である（図３参照）。「ｌｃｉ（ｒ、Ｒ）」は、８個の連結部材８のそれぞれと８本のケーブル４のそれぞれとの連結点とプーリ１１、１３、１４の中心との距離を、位置ｒと傾きＲとから求める関数であり、ｉ＝１～８である。また、「ｌｃｉ（ｒ、Ｒ）」は、３次元のベクトルである。αｉ（ｒ、Ｒ）は、回動中心軸１５ａ、１７ａを中心に回動するプーリ１１、１３、１４のそれぞれの基準座標系に対する角度αｉ（図４参照）を、位置ｒと傾きＲとから求める関数であり、ｉ＝１～８である。 In the equation (1), “lp” is a distance in the horizontal direction between the contact portion between the

pulleys

10 and 12 and the cable 4 and the center of the

pulleys

11, 13, and 14 (see FIG. 3). “Lci (r, R)” is the distance between the connection point between each of the eight connection members 8 and each of the eight cables 4 and the centers of the

pulleys

11, 13, 14, the position r and the inclination R I = 1-8. “Lci (r, R)” is a three-dimensional vector. αi (r, R) is an angle αi (see FIG. 4) with respect to the reference coordinate system of each of the

pulleys

11, 13, and 14 rotating about the rotation center axes 15a and 17a from the position r and the inclination R. This is a function to be obtained, i = 1-8.

　式（２）、（３）において、「ｒｐ」は、プーリ１１、１３、１４のピッチ円半径である（図５参照）。また、可動プラットフォーム３から引き出されるケーブル４がプーリ１１、１３、１４に接触し始める点をｔｐとすると（図５参照）、「ｌｆｉ」は、８個の連結部材８のそれぞれと８本のケーブル４のそれぞれとの連結点と８個の点ｔｐのそれぞれとの距離であり、ｉ＝１～８である。すなわち、「ｌｆｉ」は、８本のケーブル４のそれぞれの、点ｔｐから可動プラットフォーム３までの長さである。なお、式（２）で示す「ｌｆｉ」は、可動プラットフォーム３の上端側に連結される４本のケーブル４のそれぞれの、点ｔｐから可動プラットフォーム３までの長さであり、式（３）で示す「ｌｆｉ」は、可動プラットフォーム３の下端側に連結される４本のケーブル４のそれぞれの、点ｔｐから可動プラットフォーム３までの長さである。 In the formulas (2) and (3), “rp” is the pitch circle radius of the

pulleys

11, 13, and 14 (see FIG. 5). If the point where the cable 4 drawn from the movable platform 3 starts to contact the

pulleys

11, 13, and 14 is denoted by tp (see FIG. 5), “lfi” means that each of the eight connecting members 8 and the eight cables. 4 is a distance between each of the connection points with each of the four points and each of the eight points tp, i = 1 to 8. That is, “lfi” is the length from the point tp to the movable platform 3 of each of the eight cables 4. Note that “lfi” shown in the equation (2) is the length from the point tp to the movable platform 3 of each of the four cables 4 connected to the upper end side of the movable platform 3, and in the equation (3) “Lfi” shown is the length from the point tp to the movable platform 3 of each of the four cables 4 connected to the lower end side of the movable platform 3.

　式（４）、（５）において、「ｄｚｉ」は、８個の連結部材８のそれぞれと８本のケーブル４のそれぞれとの連結点とプーリ１１、１３、１４の中心のそれぞれとの上下方向における距離であり（図３参照）、ｉ＝１～８である。「ｌｒｉ」は、図５に示すように、８本のケーブル４のそれぞれの、プーリ１１、１３、１４に接触している部分の長さであり、ｉ＝１～８である。なお、式（４）で示す「ｌｒｉ」は、可動プラットフォーム３の上端側に連結される４本のケーブル４のそれぞれの、プーリ１１に接触している部分の長さである。また、式（５）の上式で示す「ｌｒｉ」は、プーリ１２～１４よりも上側の領域内に可動プラットフォーム３があるときの、可動プラットフォーム３の下端側に連結される４本のケーブル４のそれぞれの、プーリ１３に接触している部分の長さであり、式（５）の下式で示す「ｌｒｉ」は、プーリ１２～１４よりも下側の領域内に可動プラットフォーム３があるときの、可動プラットフォーム３の下端側に連結される４本のケーブル４のそれぞれの、プーリ１４に接触している部分の長さである。 In the expressions (4) and (5), “dzi” is the vertical direction between the connection point between each of the eight connection members 8 and each of the eight cables 4 and the center of each of the

pulleys

11, 13, and 14. (See FIG. 3), i = 1-8. As shown in FIG. 5, “lri” is the length of each of the eight cables 4 in contact with the

pulleys

11, 13, and 14, and i = 1 to 8. In addition, “lri” shown in Expression (4) is the length of each of the four cables 4 connected to the upper end side of the movable platform 3 in contact with the pulley 11. In addition, “lri” represented by the above formula (5) is the four cables 4 connected to the lower end side of the movable platform 3 when the movable platform 3 is in the region above the pulleys 12 to 14. The length of each of the portions in contact with the pulley 13 and “lri” shown by the following equation (5) is when the movable platform 3 is in the region below the pulleys 12 to 14. These are the lengths of the portions of the four cables 4 connected to the lower end side of the movable platform 3 that are in contact with the pulley 14.

　本形態では、式（６）に示す「ｌｉ」が、８本のケーブル４のそれぞれの、プーリ１１、１３、１４から可動プラットフォーム３までの長さであり、ｉ＝１～８である。なお、本形態のケーブルロボット１のキャリブレーションでは、ケーブル４は伸びないと仮定している。また、本形態のケーブルロボット１のキャリブレーションでは、回動中心軸１５ａ、１７ａの軸方向は、鉛直方向（上下方向）に対して傾いていないと仮定している。 In this embodiment, “li” shown in Expression (6) is the length from the

pulleys

11, 13, 14 to the movable platform 3 of each of the eight cables 4, and i = 1 to 8. In the calibration of the cable robot 1 of this embodiment, it is assumed that the cable 4 does not extend. In the calibration of the cable robot 1 of the present embodiment, it is assumed that the axial directions of the rotation center axes 15a and 17a are not inclined with respect to the vertical direction (vertical direction).

　以上の前提のもと、本形態では、以下のようにケーブルロボット１のキャリブレーションが行われる。すなわち、図６に示すように、ケーブルロボット１のキャリブレーションでは、まず、原点Ｏｂに対する８個のプーリ１０、１２のそれぞれの位置（具体的には、８個のプーリ１０、１２のそれぞれと８本のケーブル４のそれぞれとの接触部分の原点Ｏｂに対する位置）と、所定の基準位置に可動プラットフォーム３があるときの８本のケーブル４のそれぞれの、プーリ１１、１３、１４から可動プラットフォーム３までの長さとを推定する（ステップＳ１）。 Based on the above assumption, in this embodiment, the cable robot 1 is calibrated as follows. That is, as shown in FIG. 6, in the calibration of the cable robot 1, first, the positions of the eight

pulleys

10 and 12 with respect to the origin Ob (specifically, each of the eight

pulleys

10 and 12 and 8 From the

pulleys

11, 13, 14 to the movable platform 3 of each of the eight cables 4 when the movable platform 3 is at a predetermined reference position. Is estimated (step S1).

　ステップＳ１では、たとえば、フレーム２の所定箇所に可動プラットフォーム３を固定し、この固定された位置を可動プラットフォーム３の基準位置とする。また、本形態のステップＳ１では、設計上の寸法から、原点Ｏｂに対する８個のプーリ１０、１２のそれぞれの位置と、基準位置に可動プラットフォーム３があるときの８本のケーブル４のそれぞれの、プーリ１１、１３、１４から可動プラットフォーム３までの長さとを推定する。なお、基準位置に可動プラットフォーム３があるときの８本のケーブル４のそれぞれの、プーリ１１、１３、１４から可動プラットフォーム３までの長さを、メジャー等を用いて実測しても良い。 In step S1, for example, the movable platform 3 is fixed at a predetermined position of the frame 2, and this fixed position is set as a reference position of the movable platform 3. Moreover, in step S1 of this form, from the design dimension, each of the eight

pulleys

10 and 12 with respect to the origin Ob, and each of the eight cables 4 when the movable platform 3 is at the reference position, The length from the

pulleys

11, 13, and 14 to the movable platform 3 is estimated. Note that the lengths from the

pulleys

11, 13, and 14 to the movable platform 3 of each of the eight cables 4 when the movable platform 3 is at the reference position may be measured using a measure or the like.

　また、ステップＳ１では、原点Ｏｂに対する８個のプーリ１０、１２のそれぞれの位置は、３次元ベクトルとして推定され、８個のプーリ１０、１２の位置は、式（７）の３行８列の行列で示される。また、基準位置に可動プラットフォーム３があるときの８本のケーブル４のプーリ１１、１３、１４から可動プラットフォーム３までの長さは、式（８）の１行８列の行列で示される。

In step S1, the positions of the eight

pulleys

10 and 12 with respect to the origin Ob are estimated as a three-dimensional vector, and the positions of the eight

pulleys

10 and 12 are expressed by 3 rows and 8 columns of Equation (7). It is shown as a matrix. Further, the length from the

pulleys

11, 13, 14 of the eight cables 4 to the movable platform 3 when the movable platform 3 is at the reference position is represented by a matrix of 1 row and 8 columns in Expression (8).

　式（８）において、ｋ１～ｋ８は、式（６）のｌｉに相当する値である。すなわち、ｋ１～ｋ８は、８本のケーブル４のそれぞれの、点ｔｐから可動プラットフォーム３までの長さと、８本のケーブル４のそれぞれの、プーリ１１、１３、１４に接触している部分の長さとの和に相当する値である。以下の説明では、ステップＳ１で推定された８個のプーリ１０、１２のそれぞれの原点Ｏｂに対する位置を推定プーリ位置とし、ステップＳ１で推定された８本のケーブル４のそれぞれのプーリ１１、１３、１４から可動プラットフォーム３までの長さを推定ケーブル長さとする。 In equation (8), k1 to k8 are values corresponding to li in equation (6). That is, k1 to k8 are the lengths of the eight cables 4 from the point tp to the movable platform 3, and the lengths of the portions of the eight cables 4 that are in contact with the

pulleys

11, 13, and 14, respectively. It is a value corresponding to the sum of In the following description, the position of each of the eight

pulleys

10 and 12 estimated in step S1 with respect to the origin Ob is defined as the estimated pulley position, and each of the

pulleys

11, 13, and 8 of the eight cables 4 estimated in step S1. The length from 14 to the movable platform 3 is the estimated cable length.

　その後、ケーブル供給巻取機構５のモータを駆動して可動プラットフォーム３を異なる複数の位置に動かすとともに、複数の位置のそれぞれに可動プラットフォーム３があるときの８本のケーブル４のそれぞれの、プーリ１１、１３、１４から可動プラットフォーム３までの長さを求める（ステップＳ２）。ステップＳ２では、ケーブル供給巻取機構５のエンコーダのそれぞれでの検出結果とステップＳ１で推定された推定ケーブル長さ（ｋ１～ｋ８）とに基づいて、複数の位置のそれぞれに可動プラットフォーム３があるときの８本のケーブル４のそれぞれの、プーリ１１、１３、１４から可動プラットフォーム３までの長さを算出する。 Thereafter, the motor of the cable supply winding mechanism 5 is driven to move the movable platform 3 to a plurality of different positions, and the pulleys 11 of each of the eight cables 4 when the movable platform 3 is at each of the plurality of positions. , 13, 14 to the movable platform 3 is obtained (step S2). In step S2, the movable platform 3 is located at each of a plurality of positions based on the detection result of each of the encoders of the cable supply winding mechanism 5 and the estimated cable length (k1 to k8) estimated in step S1. The length from the

pulleys

11, 13, 14 to the movable platform 3 of each of the eight cables 4 is calculated.

　具体的には、式（９）を用いて、複数の位置のそれぞれに可動プラットフォーム３があるときの８本のケーブル４のそれぞれの、プーリ１１、１３、１４から可動プラットフォーム３までの長さｌｉを算出する。
　式（９）において、δｌｉは、エンコーダで検出されたモータの回転量（すなわち、リールの回転量）とリールの外径とから算出されるケーブル４の長さの変化量である。また、本形態のステップＳ２では、可動プラットフォーム３を異なる４５箇所に動かして、４５箇所のそれぞれにおける８本のケーブル４のそれぞれの長さｌｉを算出する。以下の説明では、ステップＳ２で算出された長さｌｉを実測ケーブル長さｌｉとする。なお、ステップＳ２では、可動プラットフォーム３の可動領域の全体を使って、異なる４５箇所に可動プラットフォーム３を動かすことが好ましい。 Specifically, using equation (9), the length li from the

pulleys

11, 13, 14 to the movable platform 3 of each of the eight cables 4 when the movable platform 3 is present at each of a plurality of positions. Is calculated.
In Expression (9), δli is the amount of change in the length of the cable 4 calculated from the rotation amount of the motor (that is, the rotation amount of the reel) detected by the encoder and the outer diameter of the reel. In step S2 of this embodiment, the movable platform 3 is moved to 45 different positions, and the lengths li of the eight cables 4 at the 45 positions are calculated. In the following description, the length li calculated in step S2 is assumed to be the actually measured cable length li. In step S2, it is preferable to move the movable platform 3 to 45 different locations using the entire movable area of the movable platform 3.

　その後、実測ケーブル長さｌｉに基づいて、ステップＳ２で可動プラットフォーム３を動かしたときの各位置における可動プラットフォーム３の原点Ｏｂに対する位置ｒと、基準座標系（ｘｂ－ｙｂ－ｚｂ座標系）に対する可動プラットフォーム３の傾きＲとを特定する（ステップＳ３）。ステップＳ３では、４５箇所のそれぞれにおいて、たとえば、Ｎｅｌｄｅｒ－Ｍｅａｄシンプレックス法を用いて、式（１０）の値が最小となる位置ｒおよび傾きＲを特定する。

　式（１０）において「Ｌｊｒｅａｌ」は、４５箇所の各位置における８本のケーブル４の実測ケーブル長さｌｉであり、１行８列の行列である。また、「ｚｊ」は、可動プラットフォーム３を４５箇所に動かしたときの代表点Ｏｅの最小高さであり、「ｋｇ」は、実験的に求められた定数である。 Thereafter, based on the measured cable length li, the position r relative to the origin Ob of the movable platform 3 at each position when the movable platform 3 is moved in step S2 and the movable relative to the reference coordinate system (xb-yb-zb coordinate system). The inclination R of the platform 3 is specified (step S3). In step S3, the position r and the slope R at which the value of the expression (10) is minimized are specified at each of the 45 locations using, for example, the Nelder-Mead simplex method.

In Expression (10), “Ljreal” is an actually measured cable length li of eight cables 4 at each of 45 positions, and is a matrix of 1 row × 8 columns. “Zj” is the minimum height of the representative point Oe when the movable platform 3 is moved to 45 positions, and “kg” is a constant obtained experimentally.

　ここで、ステップＳ２において、４５箇所の各位置に可動プラットフォーム３があるときにケーブル４が弛んでいる場合があると、ステップＳ３で特定される４５個の位置ｒと傾きＲとの中に異常値が含まれる。そのため、その後、ステップＳ３で特定された４５個の位置ｒおよび傾きＲの中から異常値を除外する（ステップＳ４）。 Here, in step S2, if there is a case where the cable 4 is slack when there is the movable platform 3 at each of the 45 positions, there is an abnormality in the 45 positions r and inclinations R specified in step S3. Contains the value. Therefore, after that, abnormal values are excluded from the 45 positions r and slopes R specified in step S3 (step S4).

　その後、実測ケーブル長さｌｉに基づいて、８個のプーリ１０、１２のそれぞれの原点Ｏｂに対する位置ｂｉと、基準位置に可動プラットフォーム３があるときの複数のケーブル４のそれぞれの、プーリ１１、１３、１４から可動プラットフォーム３までの長さｋｉとを特定する（ステップＳ５）。具体的には、ステップＳ５では、ステップＳ３で特定された位置ｒおよび傾きＲと実測ケーブル長さｌｉとに基づいて、８個のプーリ１０、１２のそれぞれの原点Ｏｂに対する位置ｂｉと、基準位置に可動プラットフォーム３があるときの８本のケーブル４のそれぞれの、プーリ１１、１３、１４から可動プラットフォーム３までの長さｋｉとを特定する。より具体的には、ステップＳ５では、ステップＳ３で特定された４５個の位置ｒおよび傾きＲの中からステップＳ４で除外された位置ｒおよび傾きＲを除いた残りの位置ｒおよび傾きＲの中の３５個の位置ｒおよび傾きＲと実測ケーブル長さｌｉとに基づいて、８個のプーリ１０、１２のそれぞれの原点Ｏｂに対する位置ｂｉと、基準位置に可動プラットフォーム３があるときの複数のケーブル４のそれぞれの、プーリ１１、１３、１４から可動プラットフォーム３までの長さｋｉとを特定する。なお、長さｋｉは、式（６）のｌｉに相当する値である。 Thereafter, based on the actually measured cable length li, the positions bi of the eight

pulleys

10 and 12 with respect to the origin Ob, and the

pulleys

11 and 13 of the plurality of cables 4 when the movable platform 3 is at the reference position. , 14 to the movable platform 3 are identified (step S5). Specifically, in step S5, based on the position r and inclination R specified in step S3 and the measured cable length li, the position bi with respect to the origin Ob of each of the eight

pulleys

10 and 12, and the reference position The lengths ki from the

pulleys

11, 13, and 14 to the movable platform 3 of each of the eight cables 4 when the movable platform 3 is present are specified. More specifically, in step S5, among the remaining positions r and slope R obtained by removing the position r and slope R excluded in step S4 from the 45 positions r and slope R specified in step S3. A plurality of cables when the movable platform 3 is located at the reference position, and the position bi with respect to the origin Ob of each of the eight

pulleys

10 and 12 based on the 35 positions r and inclination R and the measured cable length li. 4, the length ki from the

pulleys

11, 13, 14 to the movable platform 3 is specified. The length ki is a value corresponding to li in Equation (6).

　ステップＳ５では、たとえば、Ｂｒｏｙｄｅｎ－Ｆｌｅｔｃｈｅｒ－Ｇｏｌｄｆａｒｂ－Ｓｈａｎｎｏ（ＢＦＧＳ）準ニュートン法を用いて、式（１１）の値が最小となる位置ｂｉと長さｋｉとを特定する。

　式（１１）において、ｊ＝１～３５である。以下の説明では、ステップＳ５で特定された位置ｂｉを特定プーリ位置ｂｉとし、ステップＳ５で特定された長さｋｉを特定ケーブル長さｋｉとする。 In step S5, for example, the position bi and the length ki at which the value of Expression (11) is minimized are specified by using the Broden-Fletcher-Goldfarb-Shanno (BFGS) quasi-Newton method.

In Equation (11), j = 1 to 35. In the following description, the position bi specified in step S5 is set as a specific pulley position bi, and the length ki specified in step S5 is set as a specific cable length ki.

　その後、ステップＳ５で特定された８個のプーリ１０、１２のそれぞれの特定プーリ位置ｂｉと、ステップＳ１で推定された８個のプーリ１０、１２のそれぞれの推定プーリ位置との差が最小になるように、特定プーリ位置ｂｉを補正する（ステップＳ６）。式（１２）で示すように「ｂ」を定義し、式（１３）で示すように「Ａ」を定義すると、ステップＳ６では、まず、式（１４）が最小となるＲａおよびｒａを算出する。

Thereafter, the difference between the specific pulley position bi of each of the eight

pulleys

10 and 12 specified in step S5 and the estimated pulley position of each of the eight

pulleys

10 and 12 estimated in step S1 is minimized. Thus, the specific pulley position bi is corrected (step S6). When “b” is defined as shown in Expression (12) and “A” is defined as shown in Expression (13), Ra and ra that minimize Expression (14) are first calculated in Step S6. .

　式（１２）において、「ｂ１～ｂ８」は、３次元ベクトルであり、「ｂ」は、実際には、３行８列の行列である。式（１３）、（１４）において、「Ａ」は、３行８列の行列である。また、「Ｒａ」は、３行３列の回転行列であり、「ｒａ」は、３次元ベクトルである。また、ステップＳ６では、算出されたＲａとｒａとに基づいて、ステップＳ５で特定された８個のプーリ１０、１２のそれぞれの特定プーリ位置ｂｉを平行移動するとともに回転させて補正する。 In Expression (12), “b1 to b8” are three-dimensional vectors, and “b” is actually a matrix of 3 rows and 8 columns. In Expressions (13) and (14), “A” is a 3 × 8 matrix. “Ra” is a 3 × 3 rotation matrix, and “ra” is a three-dimensional vector. In step S6, based on the calculated Ra and ra, the specific pulley positions bi of the eight

pulleys

10 and 12 specified in step S5 are translated and rotated for correction.

　その後、ステップＳ１に戻ってキャリブレーションを継続するのか、それとも、キャリブレーションを終了させるのかを判定する（ステップＳ７）。ステップＳ７では、たとえば、前回のステップＳ５で特定された特定ケーブル長さｋｉと今回のステップＳ５で特定された特定ケーブル長さｋｉの差が所定の範囲内であるとき、および／または、前回のステップＳ６で求められた補正後の特定プーリ位置ｂｉと今回のステップＳ６で求められた補正後の特定プーリ位置ｂｉとの差が所定の範囲内であるときに、キャリブレーションを終了させると判定し、この条件を満たさないときには、ステップＳ１に戻ってキャリブレーションを継続すると判定する。この場合には、ステップＳ１～Ｓ６の各ステップが少なくとも２回実行される。 Thereafter, the process returns to step S1 to determine whether to continue the calibration or to end the calibration (step S7). In step S7, for example, when the difference between the specific cable length ki specified in the previous step S5 and the specific cable length ki specified in the current step S5 is within a predetermined range, and / or When the difference between the corrected specific pulley position bi obtained in step S6 and the corrected specific pulley position bi obtained in step S6 is within a predetermined range, it is determined that the calibration is to be ended. If this condition is not satisfied, it returns to step S1 and determines that the calibration is continued. In this case, the steps S1 to S6 are executed at least twice.

　あるいは、ステップＳ７では、たとえば、ステップＳ３で特定された４５個の位置ｒおよび傾きＲの中からステップＳ４で除外された位置ｒおよび傾きＲを除いた残りの位置ｒおよび傾きＲと実測ケーブル長さｌｉとに基づいて、ステップＳ５と同様にしてプーリ位置ｂｉおよび特定ケーブル長さｋｉを特定する。また、ステップＳ７で特定されたプーリ位置ｂｉと、ステップＳ５で特定された（すなわち、３５個の位置ｒおよび傾きＲと実測ケーブル長さｌｉとに基づいて特定された）特定プーリ位置ｂｉとの差が所定の範囲内にある場合、および／または、ステップＳ７で特定された特定ケーブル長さｋｉと、ステップＳ５で特定された特定ケーブル長さｋｉとの差が所定の範囲内にある場合に、キャリブレーションを終了させると判定し、この条件を満たさないときには、ステップＳ１に戻ってキャリブレーションを継続すると判定する。 Alternatively, in step S7, for example, the remaining position r and inclination R obtained by removing the position r and inclination R excluded in step S4 from the 45 positions r and inclination R specified in step S3, and the actual cable length Based on the length li, the pulley position bi and the specific cable length ki are specified in the same manner as in step S5. Further, the pulley position bi specified in step S7 and the specific pulley position bi specified in step S5 (that is, specified based on the 35 positions r and the inclination R and the measured cable length li). When the difference is within a predetermined range and / or when the difference between the specific cable length ki specified at step S7 and the specific cable length ki specified at step S5 is within the predetermined range. Then, it is determined that the calibration is to be ended, and when this condition is not satisfied, it is determined that the calibration is continued by returning to step S1.

　ステップＳ７を経た後のステップＳ１では、特定プーリ位置ｂｉに基づいて推定プーリ位置を推定し、特定ケーブル長さｋｉに基づいて推定ケーブル長さを推定する。具体的には、ステップＳ７を経た後のステップＳ１では、ステップＳ６で求められた補正後の特定プーリ位置ｂｉを推定プーリ位置とし、ステップＳ５で特定された特定ケーブル長さｋｉを推定ケーブル長さとする。 In step S1 after step S7, the estimated pulley position is estimated based on the specific pulley position bi, and the estimated cable length is estimated based on the specific cable length ki. Specifically, in step S1 after step S7, the corrected specific pulley position bi obtained in step S6 is set as the estimated pulley position, and the specific cable length ki specified in step S5 is set as the estimated cable length. To do.

　また、本形態では、ケーブルロボット１のキャリブレーションの開始後、所定回数までのステップＳ２では、比例微分制御によって、８個のケーブル供給巻取機構５のモータのそれぞれを制御して可動プラットフォーム３を動かす。一方、ケーブルロボット１のキャリブレーションの開始後、所定回数以降のステップＳ２では、スライディングモード制御等のロバスト制御によって、８個のケーブル供給巻取機構５のモータのそれぞれを制御して可動プラットフォーム３を動かす。 In this embodiment, after the calibration of the cable robot 1 is started, in step S2 up to a predetermined number of times, the movable platform 3 is controlled by controlling each of the eight motors of the cable supply winding mechanism 5 by proportional differential control. move. On the other hand, after the calibration of the cable robot 1 is started, in step S2 after the predetermined number of times, the movable platform 3 is controlled by controlling each of the motors of the eight cable supply winding mechanisms 5 by robust control such as sliding mode control. move.

　なお、本形態のステップＳ１は、パラメータ推定ステップであり、ステップＳ２は、ケーブル長さ測定ステップであり、ステップＳ３は、第１パラメータ特定ステップであり、ステップＳ４は、異常値除外ステップであり、ステップＳ５は、第２パラメータ特定ステップであり、ステップＳ６は、プーリ位置補正ステップであり、ステップＳ７は、終了判定ステップである。また、本形態では、ステップＳ３～Ｓ５によってパラメータ特定ステップが構成されている。 In addition, step S1 of this form is a parameter estimation step, step S2 is a cable length measurement step, step S3 is a first parameter specifying step, step S4 is an abnormal value exclusion step, Step S5 is a second parameter specifying step, step S6 is a pulley position correction step, and step S7 is an end determination step. In this embodiment, the parameter specifying step is configured by steps S3 to S5.

　（本形態の主な効果）
　以上説明したように、本形態のキャリブレーション方法では、ステップＳ１～Ｓ７が実行されている。また、本形態では、ステップＳ７を経た後のステップＳ１において、特定プーリ位置ｂｉに基づいて推定プーリ位置を推定し、特定ケーブル長さｋｉに基づいて推定ケーブル長さを推定している。そのため、本形態のキャリブレーション方法によれば、ケーブルロボット１が元々備えている機能を利用してケーブルロボット１のキャリブレーションを行うことが可能になる。 (Main effects of this form)
As described above, steps S1 to S7 are executed in the calibration method of the present embodiment. In this embodiment, in step S1 after step S7, the estimated pulley position is estimated based on the specific pulley position bi, and the estimated cable length is estimated based on the specific cable length ki. Therefore, according to the calibration method of the present embodiment, the cable robot 1 can be calibrated using the function originally provided in the cable robot 1.

　本形態では、ステップＳ３において、４５箇所における可動プラットフォーム３の原点Ｏｂに対する位置ｒと、基準座標系に対する可動プラットフォーム３の傾きＲとを特定した後に、ステップＳ５において、ステップＳ３で特定された位置ｒおよび傾きＲを用いて、８個のプーリ１０、１２のそれぞれの特定プーリ位置ｂｉと、８本のケーブル４のそれぞれの特定ケーブル長さｋｉとを特定している。そのため、本形態では、たとえば、ステップＳ３、Ｓ４を省略するとともに、ステップＳ５において式（１１）を利用して、４５箇所における可動プラットフォーム３の原点Ｏｂに対する位置ｒと、基準座標系に対する可動プラットフォーム３の傾きＲと、８個のプーリ１０、１２のそれぞれの特定プーリ位置ｂｉと、８本のケーブル４のそれぞれの特定ケーブル長さｋｉとを一度の演算で特定する場合と比較して、ステップＳ５での演算処理の負担を軽減することが可能になる。 In this embodiment, in step S3, after specifying the position r with respect to the origin Ob of the movable platform 3 at 45 locations and the inclination R of the movable platform 3 with respect to the reference coordinate system, in step S5, the position r specified in step S3. And the specific pulley position bi of each of the eight

pulleys

10 and 12 and the specific cable length ki of each of the eight cables 4 are specified using the inclination R. Therefore, in this embodiment, for example, steps S3 and S4 are omitted, and in step S5, using the formula (11), the position r of the movable platform 3 with respect to the origin Ob at 45 locations, and the movable platform 3 with respect to the reference coordinate system. In comparison with the case where the slope R, the specific pulley position bi of each of the eight

pulleys

10 and 12, and the specific cable length ki of each of the eight cables 4 are specified by a single calculation, step S5 This makes it possible to reduce the burden of computation processing.

　本形態では、ステップＳ４において、ステップＳ３で特定された４５個の位置ｒおよび傾きＲの中から異常値を除外している。また、本形態では、ステップＳ５において、ステップＳ３で特定された４５個の位置ｒおよび傾きＲの中からステップＳ４で除外された位置ｒおよび傾きＲを除いた残りの位置ｒおよび傾きＲの中の３５個の位置ｒおよび傾きＲと実測ケーブル長さｌｉとに基づいて、８個のプーリ１０、１２のそれぞれの特定プーリ位置ｂｉと、基準位置に可動プラットフォーム３があるときの複数のケーブル４のそれぞれの特定ケーブル長さｋｉとを特定している。そのため、本形態では、ステップＳ５において、特定プーリ位置ｂｉと特定ケーブル長さｌｉとを精度良く特定することが可能になる。 In this embodiment, in step S4, abnormal values are excluded from the 45 positions r and slopes R specified in step S3. Further, in the present embodiment, in step S5, the remaining positions r and slopes R except for the position r and slope R excluded in step S4 from among the 45 positions r and slopes R specified in step S3. The plurality of cables 4 when the movable platform 3 is located at the reference position and the specific pulley position bi of each of the eight

pulleys

10 and 12 based on the 35 positions r and the inclination R and the measured cable length li. Each specific cable length ki is specified. Therefore, in this embodiment, in step S5, the specific pulley position bi and the specific cable length li can be specified with high accuracy.

　本形態では、ステップＳ６において、ステップＳ５で特定された８個のプーリ１０、１２のそれぞれの特定プーリ位置ｂｉと、ステップＳ１で推定された８個のプーリ１０、１２のそれぞれの推定プーリ位置との差が最小になるように、特定プーリ位置ｂｉを補正している。また、ステップＳ７を経た後のステップＳ１では、ステップＳ６で求められた補正後の特定プーリ位置ｂｉを推定プーリ位置としている。そのため、本形態では、ケーブルロボット１のキャリブレーションの精度を高めることが可能になる。 In this embodiment, in step S6, the specific pulley positions bi of the eight

pulleys

10 and 12 specified in step S5, the estimated pulley positions of the eight

pulleys

10 and 12 estimated in step S1, and The specific pulley position bi is corrected so that the difference between the two is minimized. In step S1 after step S7, the corrected specific pulley position bi obtained in step S6 is set as the estimated pulley position. Therefore, in this embodiment, it is possible to increase the calibration accuracy of the cable robot 1.

　本形態では、ステップＳ５で特定される位置ｂｉのパラメータは２４個であり、また、ステップＳ５で特定される長さｋｉのパラメータは８個である。すなわち、ステップＳ５で特定されるパラメータの数は３２個であるが、本形態では、ステップＳ２において、４５箇所の異なる位置に可動プラットフォーム３を動かして、４５箇所の異なる位置での実測ケーブル長さｌｉを算出するとともに、ステップＳ５において、３５個の位置ｒおよび傾きＲに基づいて、３２個のパラメータを特定している。すなわち、本形態では、パラメータの数以上の位置ｒおよび傾きＲに基づいて、３２個のパラメータを特定している。そのため、本形態では、ステップＳ５において、３２個のパラメータを精度良く特定することが可能になる。 In this embodiment, there are 24 parameters for the position bi specified in step S5, and there are 8 parameters for the length ki specified in step S5. That is, although the number of parameters specified in step S5 is 32, in this embodiment, in step S2, the movable platform 3 is moved to 45 different positions, and the measured cable lengths at 45 different positions are obtained. In addition to calculating li, in step S5, 32 parameters are specified based on 35 positions r and slopes R. That is, in this embodiment, 32 parameters are specified based on the position r and the slope R that are equal to or greater than the number of parameters. Therefore, in this embodiment, it is possible to specify 32 parameters with high accuracy in step S5.

　本形態では、ケーブルロボット１のキャリブレーションの開始後、所定回数までのステップＳ２では、比例微分制御によって、８個のケーブル供給巻取機構５のモータのそれぞれを制御して可動プラットフォーム３を動かし、ケーブルロボット１のキャリブレーションの開始後、所定回数以降のステップＳ２では、ロバスト制御によって、８個のケーブル供給巻取機構５のモータのそれぞれを制御して可動プラットフォーム３を動かしている。そのため、本形態では、ケーブルロボット１のキャリブレーションの開始後の所定回数までのステップＳ１で推定される推定プーリ位置や推定ケーブル長さの精度が低くても、ステップＳ２で可動プラットフォーム３を動かす際のケーブル４の断線を防止することが可能になる。これに対して、ケーブルロボット１のキャリブレーションの開始後の最初のステップＳ２からロバスト制御によって８個のモータを制御すると、ケーブルロボット１のキャリブレーションの開始後の所定回数までのステップＳ１で推定される推定プーリ位置や推定ケーブル長さの精度が低かった場合に、ステップＳ２においてケーブル４が断線するおそれがある。 In this embodiment, after the calibration of the cable robot 1 is started, in step S2 up to a predetermined number of times, the movable platform 3 is moved by controlling each of the motors of the eight cable supply winding mechanisms 5 by proportional differential control, After the calibration of the cable robot 1 is started, in step S2 after the predetermined number of times, the movable platform 3 is moved by controlling each of the motors of the eight cable supply winding mechanisms 5 by robust control. Therefore, in this embodiment, even when the accuracy of the estimated pulley position and the estimated cable length estimated in step S1 up to the predetermined number of times after the start of the calibration of the cable robot 1 is low, the movable platform 3 is moved in step S2. It is possible to prevent the cable 4 from being disconnected. On the other hand, when the eight motors are controlled by the robust control from the first step S2 after the calibration of the cable robot 1 is started, the estimation is performed at the step S1 up to a predetermined number of times after the calibration of the cable robot 1 is started. If the accuracy of the estimated pulley position and the estimated cable length is low, the cable 4 may be disconnected in step S2.

　（他の実施の形態）
　上述した形態では、ステップＳ３において、４５箇所における可動プラットフォーム３の原点Ｏｂに対する位置ｒと、基準座標系に対する可動プラットフォーム３の傾きＲとを特定した後に、ステップＳ５において、ステップＳ３で特定された位置ｒおよび傾きＲを用いて、８個のプーリ１０、１２のそれぞれの特定プーリ位置ｂｉと、８本のケーブル４のそれぞれの特定ケーブル長さｋｉとを特定している。この他にもたとえば、ステップＳ３、Ｓ４を省略しても良い。この場合には、ステップＳ５において、式（１１）を利用して（すなわち、実測ケーブル長さｌｉ（すなわち、Ｌｊｒｅａｌ）に基づいて）、３５箇所における可動プラットフォーム３の原点Ｏｂに対する位置ｒと、基準座標系に対する可動プラットフォーム３の傾きＲと、８個のプーリ１０、１２のそれぞれの特定プーリ位置ｂｉと、８本のケーブル４のそれぞれの特定ケーブル長さｋｉとを一度の演算で特定すれば良い。 (Other embodiments)
In the form described above, after specifying the position r with respect to the origin Ob of the movable platform 3 at 45 locations and the inclination R of the movable platform 3 with respect to the reference coordinate system in step S3, the position specified in step S3 in step S5. The specific pulley position bi of each of the eight

pulleys

10 and 12 and the specific cable length ki of each of the eight cables 4 are specified using r and the inclination R. In addition, for example, steps S3 and S4 may be omitted. In this case, in step S5, using the expression (11) (that is, based on the actually measured cable length li (ie, Ljreal)), the position r with respect to the origin Ob of the movable platform 3 at the 35 locations, and the reference The inclination R of the movable platform 3 with respect to the coordinate system, the specific pulley positions bi of the eight

pulleys

10 and 12, and the specific cable lengths ki of the eight cables 4 may be specified by a single calculation. .

　上述した形態では、ステップＳ４において、ステップＳ３で特定された４５個の位置ｒおよび傾きＲの中から異常値を除外しているが、ケーブル４に弛みが生じないようにケーブル４の供給や巻取が行われるのであれば、ステップＳ４を省略しても良い。また、上述した形態では、ステップＳ６において、特定プーリ位置ｂｉを補正しているが、ステップＳ６での特定プーリ位置ｂｉの補正量がわずかである場合には、ステップＳ６を省略しても良い。 In the above-described embodiment, in step S4, abnormal values are excluded from the 45 positions r and inclinations R specified in step S3. However, the supply and winding of the cable 4 are performed so that the cable 4 does not become slack. If taking is performed, step S4 may be omitted. In the above-described embodiment, the specific pulley position bi is corrected in step S6. However, if the correction amount of the specific pulley position bi in step S6 is small, step S6 may be omitted.

　上述した形態では、ステップＳ２において、４５箇所の異なる位置に可動プラットフォーム３を動かして、４５箇所の異なる位置での実測ケーブル長さｌｉを算出しているが、ステップＳ２において可動プラットフォーム３を動かす位置は、４６箇所以上であっても良いし、４４箇所以下であっても良い。ただし、ステップＳ５で特定されるパラメータの数が３２個であるため、ステップＳ５において、少なくとも３２個の位置ｒおよび傾きＲに基づいて３２個のパラメータを特定することができるように、ステップＳ２において可動プラットフォーム３を動かす位置の数が設定されることが好ましい。 In the embodiment described above, in step S2, the movable platform 3 is moved to 45 different positions and the measured cable length li at 45 different positions is calculated. However, in step S2, the movable platform 3 is moved. May be 46 or more, or 44 or less. However, since the number of parameters specified in step S5 is 32, in step S2 so that 32 parameters can be specified based on at least 32 positions r and slopes R in step S5. It is preferable that the number of positions for moving the movable platform 3 is set.

　なお、ステップＳ５では、最低１６個の位置ｒおよび傾きＲに基づいて３２個のパラメータを特定することが可能である。また、本願発明者の検討によると、上述した形態のように、ステップＳ５において、最低でも３５個の位置ｒおよび傾きＲに基づいて、３２個のパラメータを特定すると、３２個のパラメータを精度良く特定することが可能になる。そのため、ステップＳ４で除外される位置ｒおよび傾きＲがあることを考慮すると、上述した形態のように、ステップＳ２において、４５箇所の異なる位置に可動プラットフォーム３を動かして、４５箇所の異なる位置での実測ケーブル長さｌｉを算出することが好ましい。 In step S5, 32 parameters can be specified based on at least 16 positions r and inclinations R. Further, according to the study by the present inventor, when 32 parameters are specified based on at least 35 positions r and inclinations R in step S5 as in the above-described form, 32 parameters are accurately determined. It becomes possible to specify. Therefore, considering that there are the position r and the inclination R that are excluded in step S4, the movable platform 3 is moved to 45 different positions in step S2 as in the above-described form, and the 45 different positions are moved. It is preferable to calculate the actual measured cable length li.

　上述した形態では、ケーブルロボット１が備えるケーブル４の本数は、８本であるが、ケーブルロボット１が備えるケーブル４の本数は、７本であっても良いし、９本以上であっても良い。この場合には、ケーブルロボット１が備えるケーブル４の本数に応じて、式（１）～（６）等の「ｉ」の範囲が変わる。また、上述した形態では、キャリブレーションにおいて、ケーブル４は伸びないと仮定しているが、ケーブル４が伸びるとの前提でキャリブレーションを行うことも可能である。この場合には、ケーブル４の伸びを考慮して式（１）～（６）等を変えれば良い。 In the embodiment described above, the number of cables 4 included in the cable robot 1 is eight, but the number of cables 4 included in the cable robot 1 may be seven, or may be nine or more. . In this case, the range of “i” in formulas (1) to (6) and the like changes according to the number of cables 4 provided in the cable robot 1. In the above-described embodiment, it is assumed that the cable 4 does not extend in the calibration. However, the calibration can be performed on the assumption that the cable 4 extends. In this case, the equations (1) to (6) may be changed in consideration of the elongation of the cable 4.

　上述した形態では、可動プラットフォーム３の上端側に連結される４本のケーブル４のそれぞれは、その回転の軸方向と上下方向とに直交する方向で隣接する２個のプーリ１０、１１に掛けられている。この他にもたとえば、可動プラットフォーム３の上端側に連結される４本のケーブル４のそれぞれは、その回転の軸方向と上下方向とに直交する方向で隣接する３個以上のプーリに掛けられても良い。この場合には、３個以上のプーリによってプーリ部が構成される。また、可動プラットフォーム３の上端側に連結される４本のケーブル４のそれぞれは、１個のプーリ１０に掛けられても良い。この場合には、プーリ１０は、第１プーリであるとともに第２プーリである。また、この場合には、プーリ１０によってプーリ部が構成される。 In the above-described form, each of the four cables 4 connected to the upper end side of the movable platform 3 is hung on two

pulleys

10 and 11 that are adjacent to each other in a direction orthogonal to the axial direction of the rotation and the vertical direction. ing. In addition, for example, each of the four cables 4 connected to the upper end side of the movable platform 3 is hung on three or more adjacent pulleys in a direction perpendicular to the axial direction and the vertical direction of the rotation. Also good. In this case, the pulley portion is constituted by three or more pulleys. Further, each of the four cables 4 connected to the upper end side of the movable platform 3 may be hung on one pulley 10. In this case, the pulley 10 is a first pulley and a second pulley. In this case, the pulley 10 is constituted by the pulley 10.

　同様に、上述した形態では、可動プラットフォーム３の下端側に連結される４本のケーブル４のそれぞれは、その回転の軸方向と上下方向とに直交する方向で隣接する２個のプーリ１２、１３を含むプーリ１２～１４に掛けられている。この他にもたとえば、可動プラットフォーム３の下端側に連結される４本のケーブル４のそれぞれは、その回転の軸方向と上下方向とに直交する方向で隣接する３個以上のプーリを含む複数のプーリに掛けられても良い。この場合には、４本のケーブル４のそれぞれが掛けられる複数のプーリによってプーリ部が構成される。また、可動プラットフォーム３の下端側に連結される４本のケーブル４のそれぞれは、１個のプーリ１２に掛けられても良い。この場合には、プーリ１２は、第１プーリであるとともに第２プーリである。また、この場合には、プーリ１２によってプーリ部が構成される。 Similarly, in the above-described form, each of the four cables 4 connected to the lower end side of the movable platform 3 has two

pulleys

12 and 13 adjacent in the direction perpendicular to the axial direction and the vertical direction of the rotation. Is suspended on pulleys 12 to 14 including In addition to this, for example, each of the four cables 4 connected to the lower end side of the movable platform 3 includes a plurality of pulleys including three or more pulleys adjacent in the direction perpendicular to the axial direction and the vertical direction of the rotation. It may be hung on a pulley. In this case, a pulley part is comprised by the some pulley with which each of the four cables 4 is hung. Each of the four cables 4 connected to the lower end side of the movable platform 3 may be hung on one pulley 12. In this case, the pulley 12 is a first pulley and a second pulley. In this case, the pulley portion is constituted by the pulley 12.

　上述した形態では、ケーブルロボット１のキャリブレーションの開始後、所定回数までのステップＳ２において、比例微分制御によって、８個のケーブル供給巻取機構５のモータのそれぞれを制御しているが、ケーブルロボット１のキャリブレーションの開始後、所定回数までのステップＳ２において、速度制御によって、８個のケーブル供給巻取機構５のモータのそれぞれを制御しても良い。 In the above-described embodiment, after the calibration of the cable robot 1 is started, the motors of the eight cable supply winding mechanisms 5 are controlled by proportional differential control in step S2 up to a predetermined number of times. In step S2 up to a predetermined number of times after the start of calibration of one, each of the eight motors of the cable supply winding mechanism 5 may be controlled by speed control.

　上述した形態では、可動プラットフォーム３にビデオカメラが搭載されているが、可動プラットフォーム３にビデオカメラ以外の物体が搭載されても良い。すなわち、上述した形態のケーブルロボット１は、ビデオカメラを空中で移動させるためのロボットであるが、ケーブルロボット１は、その他の用途で使用されるロボットであっても良い。 In the above-described form, the video camera is mounted on the movable platform 3, but an object other than the video camera may be mounted on the movable platform 3. That is, the cable robot 1 having the above-described form is a robot for moving the video camera in the air, but the cable robot 1 may be a robot used for other purposes.

　１　ケーブルロボット
　２　フレーム
　３　可動プラットフォーム
　４　ケーブル
　１０、１２　プーリ（第１プーリ、プーリ部の一部）
　１１、１３、１４　プーリ（第２プーリ、プーリ部の一部）
　１５、１７　プーリ保持部材
　１５ａ、１７ａ　回動中心軸
　Ｏｂ　原点
　Ｒ　可動プラットフォームの基準座標系に対する傾き
　ｒ　可動プラットフォームの原点に対する位置
　Ｓ１　パラメータ推定ステップ
　Ｓ２　ケーブル長さ測定ステップ
　Ｓ３　第１パラメータ特定ステップ（パラメータ特定ステップの一部）
　Ｓ４　異常値除外ステップ（パラメータ特定ステップの一部）
　Ｓ５　第２パラメータ特定ステップ（パラメータ特定ステップの一部）
　Ｓ６　プーリ位置補正ステップ
　Ｓ７　終了判定ステップ 1 cable robot 2 frame 3 movable platform 4

cable

10, 12 pulley (first pulley, part of pulley)
11, 13, 14 Pulley (second pulley, part of pulley)
15, 17

Pulley holding member

15a, 17a Rotation center axis Ob Origin R Inclination of movable platform relative to reference coordinate system r Position of movable platform relative to origin S1 Parameter estimation step S2 Cable length measurement step S3 First parameter identification step (parameter identification) Part of step)
S4 Abnormal value exclusion step (part of parameter identification step)
S5 Second parameter specifying step (part of parameter specifying step)
S6 Pulley position correction step S7 End determination step

Claims

　７本以上の複数のケーブルと、複数の前記ケーブルの一端側が連結されるとともに３次元方向へ移動可能な可動プラットフォームと、複数の前記ケーブルのそれぞれの他端側が巻回される複数のリールと、複数の前記リールのそれぞれを回転させる複数のモータと、複数の前記モータのそれぞれの回転量を検出する複数のエンコーダと、水平方向を回転の軸方向として回転する１個以上のプーリを有し複数の前記ケーブルのそれぞれが掛けられる複数のプーリ部と、上下方向を回動の軸方向として回動するとともに複数の前記プーリ部のそれぞれを回転可能に保持する複数のプーリ保持部材と、複数の前記プーリ保持部材のそれぞれの回動中心となる複数の回動中心軸と、複数の前記回動中心軸が取り付けられるフレームとを備えるケーブルロボットのキャリブレーション方法であって、
　前記プーリ部が有する前記プーリのうち、前記リールから引き出される前記ケーブルが最初に接触する前記プーリを第１プーリとし、前記プーリ部が有する前記プーリのうち、前記可動プラットフォームから引き出される前記ケーブルが最初に接触する前記プーリを第２プーリとすると、
　所定の原点に対する複数の前記第１プーリのそれぞれの位置と、所定の基準位置に前記可動プラットフォームがあるときの複数の前記ケーブルのそれぞれの前記第２プーリから前記可動プラットフォームまでの長さとを推定するパラメータ推定ステップと、
　前記パラメータ推定ステップで推定された複数の前記第１プーリのそれぞれの位置を推定プーリ位置とし、前記パラメータ推定ステップで推定された複数の前記ケーブルのそれぞれの前記第２プーリから前記可動プラットフォームまでの長さを推定ケーブル長さとすると、前記パラメータ推定ステップ後、複数の前記モータを駆動して前記可動プラットフォームを異なる複数の位置に動かすとともに、複数の位置のそれぞれに前記可動プラットフォームがあるときの複数の前記ケーブルのそれぞれの前記第２プーリから前記可動プラットフォームまでの長さを、複数の前記エンコーダのそれぞれでの検出結果と前記推定ケーブル長さとに基づいて算出するケーブル長さ測定ステップと、
　前記ケーブル長さ測定ステップで算出された複数の前記ケーブルのそれぞれの前記第２プーリから前記可動プラットフォームまでの長さを実測ケーブル長さとすると、前記実測ケーブル長さに基づいて、前記ケーブル長さ測定ステップで前記可動プラットフォームを動かしたときの各位置における前記可動プラットフォームの前記原点に対する位置および所定の基準座標系に対する傾きを特定するとともに、前記実測ケーブル長さに基づいて、複数の前記第１プーリのそれぞれの前記原点に対する位置と、前記基準位置に前記可動プラットフォームがあるときの複数の前記ケーブルのそれぞれの前記第２プーリから前記可動プラットフォームまでの長さを特定するパラメータ特定ステップと、
　前記パラメータ特定ステップでの特定結果に基づいて、前記パラメータ推定ステップに戻るのかそれとも前記ケーブルロボットのキャリブレーションを終了させるのかを判定する終了判定ステップとを備え、
　前記パラメータ特定ステップで特定された複数の前記第１プーリのそれぞれの前記原点に対する位置を特定プーリ位置とし、前記パラメータ特定ステップで特定された複数の前記ケーブルのそれぞれの前記第２プーリから前記可動プラットフォームまでの長さを特定ケーブル長さとすると、前記終了判定ステップを経た後の前記パラメータ推定ステップでは、前記特定プーリ位置に基づいて前記推定プーリ位置を推定し、前記特定ケーブル長さに基づいて前記推定ケーブル長さを推定することを特徴とするケーブルロボットのキャリブレーション方法。 A plurality of cables of seven or more, a movable platform to which one end sides of the plurality of cables are connected and movable in a three-dimensional direction, a plurality of reels around which the other end sides of the plurality of cables are wound, A plurality of motors that rotate each of the plurality of reels, a plurality of encoders that detect the amount of rotation of each of the plurality of motors, and one or more pulleys that rotate with the horizontal direction as the axis direction of rotation. A plurality of pulley portions to which each of the cables is hung, a plurality of pulley holding members that rotate about the vertical direction as an axial direction of rotation and hold each of the plurality of pulley portions rotatably; A cable comprising a plurality of rotation center axes serving as respective rotation centers of the pulley holding member, and a frame to which the plurality of rotation center axes are attached. A calibration method of bots,
Among the pulleys included in the pulley portion, the pulley that the cable drawn out from the reel first contacts is the first pulley, and among the pulleys included in the pulley portion, the cable pulled out from the movable platform is the first. When the pulley in contact with the second pulley is
A position of each of the plurality of first pulleys with respect to a predetermined origin and a length from each of the second pulleys to the movable platform of each of the plurality of cables when the movable platform is at a predetermined reference position are estimated. A parameter estimation step;
Each position of the plurality of first pulleys estimated in the parameter estimation step is set as an estimated pulley position, and a length from each second pulley of the plurality of cables estimated in the parameter estimation step to the movable platform is determined. When the length is an estimated cable length, after the parameter estimation step, the plurality of motors are driven to move the movable platform to a plurality of different positions, and the plurality of the plurality of positions when the movable platform is at each of a plurality of positions. A cable length measuring step for calculating a length from each of the second pulleys to the movable platform of each cable based on a detection result of each of the plurality of encoders and the estimated cable length;
When the length from the second pulley of each of the plurality of cables calculated in the cable length measurement step to the movable platform is an actual cable length, the cable length measurement is performed based on the actual cable length. Identifying the position of the movable platform with respect to the origin and the inclination with respect to a predetermined reference coordinate system at each position when the movable platform is moved in a step, and based on the measured cable length, a plurality of the first pulleys A parameter specifying step of specifying a position from each of the second pulleys to the movable platform of each of the plurality of cables when the movable platform is at the reference position with respect to each of the origins;
An end determination step for determining whether to return to the parameter estimation step or to end the calibration of the cable robot, based on the identification result in the parameter identification step,
The position of each of the plurality of first pulleys specified in the parameter specifying step with respect to the origin is set as a specific pulley position, and the movable platform is moved from the second pulley of each of the plurality of cables specified in the parameter specifying step. Is the specific cable length, the parameter estimation step after the end determination step estimates the estimated pulley position based on the specific pulley position, and the estimation based on the specific cable length. A cable robot calibration method characterized by estimating a cable length.
　Ｎを７以上の整数とすると、前記ケーブルロボットは、Ｎ本の前記ケーブルを備え、
　前記ケーブル長さ測定ステップでは、少なくとも４Ｎ箇所の異なる複数の位置に前記可動プラットフォームを動かして、前記実測ケーブル長さを算出することを特徴とする請求項１記載のケーブルロボットのキャリブレーション方法。 When N is an integer of 7 or more, the cable robot includes N cables.
2. The cable robot calibration method according to claim 1, wherein in the cable length measurement step, the actual cable length is calculated by moving the movable platform to a plurality of different positions of at least 4N locations.
　前記パラメータ特定ステップは、前記実測ケーブル長さに基づいて、前記ケーブル長さ測定ステップで前記可動プラットフォームを動かしたときの各位置における前記可動プラットフォームの前記原点に対する位置および前記基準座標系に対する傾きを特定する第１パラメータ特定ステップと、前記実測ケーブル長さと前記第１パラメータ特定ステップで特定された前記可動プラットフォームの位置および傾きとに基づいて、前記特定プーリ位置と前記特定ケーブル長さとを特定する第２パラメータ特定ステップとを備えることを特徴とする請求項１または２記載のケーブルロボットのキャリブレーション方法。 The parameter specifying step specifies the position of the movable platform with respect to the origin and the inclination with respect to the reference coordinate system at each position when the movable platform is moved in the cable length measurement step based on the measured cable length. A second parameter that specifies the specific pulley position and the specific cable length based on the first parameter specifying step, the measured cable length, and the position and inclination of the movable platform specified in the first parameter specifying step. The cable robot calibration method according to claim 1, further comprising a parameter specifying step.
　前記パラメータ特定ステップは、前記第１パラメータ特定ステップで特定された前記可動プラットフォームの位置および傾きの中から異常値を除外する異常値除外ステップを備え、
　前記第２パラメータ特定ステップでは、前記異常値除外ステップで除外された前記可動プラットフォームの位置および傾きを除く前記可動プラットフォームの位置および傾きと前記実測ケーブル長さとに基づいて、前記特定プーリ位置と前記特定ケーブル長さとを特定することを特徴とする請求項３記載のケーブルロボットのキャリブレーション方法。 The parameter specifying step includes an abnormal value excluding step of excluding an abnormal value from the position and inclination of the movable platform specified in the first parameter specifying step,
In the second parameter specifying step, based on the position and inclination of the movable platform excluding the position and inclination of the movable platform excluded in the abnormal value exclusion step and the measured cable length, the specific pulley position and the specific 4. The cable robot calibration method according to claim 3, wherein the cable length is specified.
　前記パラメータ特定ステップと前記終了判定ステップとの間に、複数の前記プーリのそれぞれの前記特定プーリ位置と、複数の前記プーリのそれぞれの前記推定プーリ位置との差が最小になるように、前記特定プーリ位置を補正するプーリ位置補正ステップを備え、
　前記終了判定ステップを経た後の前記パラメータ推定ステップでは、前記特定ケーブル長さを前記推定ケーブル長さとし、前記プーリ位置補正ステップで補正された前記特定プーリ位置を前記推定プーリ位置とすることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のケーブルロボットのキャリブレーション方法。 The specification is performed so that a difference between the specific pulley position of each of the plurality of pulleys and the estimated pulley position of each of the plurality of pulleys is minimized between the parameter specifying step and the end determination step. A pulley position correcting step for correcting the pulley position;
In the parameter estimation step after the end determination step, the specific cable length is the estimated cable length, and the specific pulley position corrected in the pulley position correction step is the estimated pulley position. The cable robot calibration method according to any one of claims 1 to 3.
　前記ケーブルロボットのキャリブレーションの開始後、所定回数までの前記ケーブル長さ測定ステップでは、比例微分制御によって複数の前記モータを制御し、
　前記ケーブルロボットのキャリブレーションの開始後、所定回数以降の前記ケーブル長さ測定ステップでは、ロバスト制御によって複数の前記モータを制御することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のケーブルロボットのキャリブレーション方法。 In the cable length measurement step up to a predetermined number of times after starting the calibration of the cable robot, the plurality of motors are controlled by proportional differential control,
6. The cable robot according to claim 1, wherein after the calibration of the cable robot is started, the plurality of motors are controlled by robust control in the cable length measurement step after a predetermined number of times. Calibration method.