[發(fā)明專利]機器人控制裝置、機器人系統(tǒng)以及機器人控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310014562.7
• 申請日: 2013-01-15
• 公開（公告）號: CN103203755B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 稻積滿廣
• 申請（專利權(quán)）人: 精工愛普生株式會社
• 主分類號: B25J13/00
• 分類號: B25J13/00;B25J13/08
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11227
• 代理人: 舒艷君,李洋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機器人控制裝置、機器人系統(tǒng)以及機器人控制方法等。

背景技術(shù)

在使用機械手等機器人進行的作業(yè)中，存在各種約束條件，例如伴隨著與物體的接觸的作業(yè)。在這種情況下，除了位置的控制，還要求力的控制的情況較多。例如，在描繪物體的表面的情況、使一個物體嵌合于其他物體的情況、不破壞柔軟物地進行把持的情況下等，除了單純的位置的控制之外，還需要與來自物體的反作用力對應(yīng)的動作。

作為在機器人中進行力控制的代表手法，存在被稱為阻抗控制的手法。所謂阻抗控制是，使機器人以不管其實際的質(zhì)量、粘性特性、彈性特性如何，都宛如具有適合作業(yè)的這些值的方式動作的控制手法。這是基于從安裝在機器人上的力覺傳感器等得到的力信息來求解運動方程式，并使機器人按照該解進動作作的控制手法。通過適當?shù)卦O(shè)定該運動方程式，從而能夠使機械手等機器人以宛如具有規(guī)定的質(zhì)量、粘性、彈性那樣的方式進行動作。

此外，在阻抗控制中，為了使機器人等以具有所希望的特性（質(zhì)量、粘性特性、彈性特性）的方式動作，需要對使用了與該特性對應(yīng)的系數(shù)參數(shù)的常微分方程式（作為二階線性常微分方程式的運動方程式）進行求解。已知各種求解常微分方程式的手法，但使用Runge－Kutta法、Newton法等。

作為與這種阻抗控制、力控制有關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)，已知專利文獻1中公開的技術(shù)。

專利文獻1：日本特開平10－128685號公報

上述的阻抗控制中的常微分方程式是線性，所以這樣的阻抗控制具有相對于力（外力）的方向（朝向）對稱的特性。

可是，在人進行作業(yè)時，經(jīng)常發(fā)生對力進行控制以使位移相對于外力的方向不對稱的情況。例如，在對具有某些引入機構(gòu)的裝置插入物體的情況下，針對來自裝置的回彈力，施加力來抵抗該抵抗回彈力，但是一旦引入機構(gòu)工作，切換為引入力，則照此進行動作，換句話說具有“柔軟”的特性。因此，在機器人進行與人相同的這樣的作業(yè)時，需要這種非對稱的阻抗控制。

此處，在專利文獻1中公開了一種如下的手法：通過使力控制中的運動方程式的柔順項（彈性項）相對于假想位移呈非線性的函數(shù)，從而使柔順項具有非線性性。在專利文獻1的說明書中未明確地記載，但能夠認為在上述的非線性的柔順項中包括非對稱的柔順項，由此也能夠認為能夠?qū)崿F(xiàn)非對稱的阻抗控制。

可是，該手法是相對于位置（位移）的非對稱性，并不是如上述說明的那樣的相對于力的方向的位移（修正值）的非對稱性。換句話說，在專利文獻1中所公開的手法中，不能夠?qū)崿F(xiàn)位移相對于力的方向非對稱的阻抗控制。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的幾個方式，能夠提供一種進行修正值相對于力的方向不對稱的阻抗控制的機器人控制裝置、機器人系統(tǒng)以及機器人控制方法等。

本發(fā)明的一方式涉及機器人控制裝置，該機器人控制裝置包括：力控制部，其基于從力覺傳感器獲取的檢測傳感器值來輸出機器人的目標軌道的修正值；目標值輸出部，其對上述目標軌道，進行基于上述修正值的修正處理來求出目標值，并輸出所求出的上述目標值；以及機器人控制部，其基于上述目標值進行上述機器人的反饋控制，在由上述檢測傳感器值表示的外力的方向是第一方向的情況下，上述力控制部進行第一力控制，在上述外力的方向是與上述第一方向相反的方向即、第二方向的情況下，上述力控制部進行與上述第一力控制不同的第二力控制。

由此，能夠進行位移的變化量相對于外力的方向呈非對稱的阻抗控制。

另外，在本發(fā)明的一方式中，上述力控制部也可以在上述外力的方向是上述第一方向的情況下，把使相對于外力的位移變化量成為第一位移變化量的力控制作為上述第一力控制來進行，在上述外力的方向是上述第二方向的情況下，把使相對于外力的上述位移變化量成為與上述第一位移變化量不同的第二位移變化量的力控制作為上述第二力控制來進行。

由此，能夠例如在檢測出朝向第一方向的外力的情況下，進行位移變化量變大的力控制，在檢測出朝向第二方向的外力的情況下，進行位移變化量變小的力控制等。

另外，在本發(fā)明的一方式中，上述力控制部可以在上述外力的方向是上述第一方向的情況下，進行輸出與上述第一位移變化量對應(yīng)的第一修正值的上述第一力控制，在上述外力的方向是上述第二方向的情況下，進行輸出與上述第二位移變化量對應(yīng)的第二修正值的上述第二力控制。

由此，能夠根據(jù)外力的方向來輸出不同的修正值等。

另外，在本發(fā)明的一方式中，上述力控制部可以包括外力方向判定部，該外力方向判定部對由上述檢測傳感器值表示的上述外力的方向進行判定。

由此，能夠判定外力的方向等。