JPH07210250A - マニピュレータのコンプライアンス制御装置 - Google Patents
マニピュレータのコンプライアンス制御装置Info
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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
(57)【要約】
【目的】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。 【構成】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、
その力情報の時間微分値によって調整する手段を設け
る。
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。 【構成】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、
その力情報の時間微分値によって調整する手段を設け
る。
Description
【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。
のコンプライアンス制御装置に関する。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【図１】本発明の一実施例における制御ブロック図
【図２】本発明の特徴部分の詳細ブロック図
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
───────────────────────────────────────────────────── 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
Claims (3)
- 【請求項１】 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マニ
ピュレータのコンプライアンス制御装置。 - 【請求項２】 前記調整する手段は、前記力情報の時間
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。 - 【請求項３】 請求項２の最大絶対値を保持する手段
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01576394A JP3424849B2 (ja) | 1994-01-14 | 1994-01-14 | マニピュレータのコンプライアンス制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01576394A JP3424849B2 (ja) | 1994-01-14 | 1994-01-14 | マニピュレータのコンプライアンス制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07210250A true JPH07210250A (ja) | 1995-08-11 |
| JP3424849B2 JP3424849B2 (ja) | 2003-07-07 |
Family
ID=11897841
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01576394A Expired - Fee Related JP3424849B2 (ja) | 1994-01-14 | 1994-01-14 | マニピュレータのコンプライアンス制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3424849B2 (ja) |
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 (ja) * | 2008-09-08 | 2010-03-18 | Waseda Univ | ２足歩行ロボットの制御装置、及び２足歩行ロボットの制御方法 |
| JP2011235423A (ja) * | 2010-05-13 | 2011-11-24 | Mitsubishi Electric Corp | 力制御装置 |
| US20130184868A1 (en) * | 2012-01-17 | 2013-07-18 | Seiko Epson Corporation | Robot controller, robot system, robot control method |
| US9050721B2 (en) | 2012-01-17 | 2015-06-09 | Seiko Epson Corporation | Robot controller, robot system, robot control method |
| JP2019188551A (ja) * | 2018-04-26 | 2019-10-31 | オムロン株式会社 | 制御システム、制御方法、および制御プログラム |
-
1994
- 1994-01-14 JP JP01576394A patent/JP3424849B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| 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 (ja) * | 2008-09-08 | 2010-03-18 | Waseda Univ | ２足歩行ロボットの制御装置、及び２足歩行ロボットの制御方法 |
| JP2011235423A (ja) * | 2010-05-13 | 2011-11-24 | Mitsubishi Electric Corp | 力制御装置 |
| US20130184868A1 (en) * | 2012-01-17 | 2013-07-18 | Seiko Epson Corporation | Robot controller, robot system, robot control method |
| US9020642B2 (en) * | 2012-01-17 | 2015-04-28 | Seiko Epson Corporation | Robot controller, robot system, robot control method |
| US9050721B2 (en) | 2012-01-17 | 2015-06-09 | Seiko Epson Corporation | Robot controller, robot system, robot control method |
| US9517562B2 (en) | 2012-01-17 | 2016-12-13 | Seiko Epson Corporation | Robot controller, robot system, robot control method |
| JP2019188551A (ja) * | 2018-04-26 | 2019-10-31 | オムロン株式会社 | 制御システム、制御方法、および制御プログラム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3424849B2 (ja) | 2003-07-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090502 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100502 Year of fee payment: 7 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |