[發明專利]校準裝置、校準方法和控制裝置

有效

• 申請號: 201780096277.0
• 申請日: 2017-11-02
• 公開（公告）號: CN111278613B
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發明（設計）人: 南本高志;白土浩司
• 申請（專利權）人: 三菱電機株式會社
• 主分類號: B25J13/08
• 分類號: B25J13/08;G05B19/4155
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 馬建軍;鄧毅

具有：位置信息取得部(101)，其取得表示控制對象設備的位置和姿態的位置信息；力信息取得部(102)，其根據設置于控制對象設備的力覺傳感器(5)的檢測結果，取得施加給控制對象設備的力信息；第1估計部(104)，其根據取得的位置信息，使用物理模型估計施加給控制對象設備的力，取得估計力信息；以及第2估計部(105)，其根據取得的位置信息、取得的力信息和取得的估計力信息，估計線性或非線性模型。

技術領域

本發明涉及在利用力控制的裝置中求出該裝置的接觸力的技術。

背景技術

以往使用如下的機器人：在進行三維動作的臂型機器人的臂的前端經由力覺傳感器安裝末端執行器，該末端執行器對工件進行各種作業。為了使該機器人進行各種作業，需要對作用于末端執行器與工件之間的接觸力進行控制。但是，力覺傳感器檢測的力除了作用于末端執行器與工件之間的接觸力以外，還包含施加給力覺傳感器、末端執行器和末端執行器把持的工件等的重力。為了求出作用于末端執行器與工件之間的接觸力，需要從力覺傳感器檢測到的結果中抵消施加給力覺傳感器、末端執行器和末端執行器把持的工件等的重力成分。

例如，在專利文獻1中公開有如下的校準裝置：使機器人臂以多個姿態進行動作，取得力覺傳感器的計測值和取得該計測值時的力覺傳感器的姿態數據，通過運算裝置計算包含末端執行器的重量、重力方向向量、末端執行器重心位置向量在內的多個參數，同時對計算出的參數進行校準。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2012-040634號公報

發明內容

發明要解決的課題

在上述專利文獻1記載的校準裝置中，利用質點模型對施加給力覺傳感器、末端執行器和末端執行器把持的工件等的重力成分進行模型化，估計重力成分。但是，末端執行器等具有質量分布，在通過質點模型估計重力成分時產生誤差。此外，關于卷繞于機器人臂的纜線等重力成分根據機器人臂的姿態而變化的部件，很難準確地估計重力成分。這樣，在專利文獻1記載的技術中，存在很難通過質點模型準確地估計重力成分這樣的課題。

本發明正是為了解決上述課題而完成的，其目的在于，抑制重力成分的估計誤差，得到準確的校準結果。

用于解決課題的手段

本發明的校準裝置具有：位置信息取得部，其取得表示位置和姿態中的至少任意一方變化的控制對象設備的位置和姿態的位置信息，該控制對象設備構成進行力控制的裝置；力信息取得部，其根據設置于控制對象設備的力覺傳感器的檢測結果，取得施加給控制對象設備的力信息；第1估計部，其根據位置信息取得部取得的位置信息，使用物理模型估計施加給控制對象設備的力，取得估計力信息；以及第2估計部，其根據位置信息取得部取得的位置信息、力信息取得部取得的力信息和在控制對象設備未與其它物體接觸的情況下第1估計部取得的估計力信息，使用線性或非線性模型估計估計力信息與力信息的差分，第2估計部將位置信息取得部取得的位置信息作為神經網絡的輸入，將第1估計部取得的估計力信息與力信息取得部取得的力信息的差分作為神經網絡的教師信號，進行該神經網絡的學習。

發明效果

根據本發明，能夠抑制重力成分的估計誤差。由此，能夠得到準確的校準結果，能夠針對進行精密操作的裝置應用該校準方法。

附圖說明

[圖1]是示出應用了實施方式1的校準裝置的機器人系統的結構的圖。

[圖2]是示出實施方式1的機器人系統的機器人坐標系、世界坐標系、重力坐標系和傳感器坐標系的位置關系的圖。

[圖3]是示出實施方式1的校準裝置的結構的框圖。

[圖4]是示出實施方式1的校準裝置的第2估計部中的神經網絡和神經網絡的學習規則的例子的圖。