机器人、人型机器人以及机器人的倾倒控制方法技术

在本发明专利技术的机器人(100)中，电阻电路部(60)构成为在异常停止时使马达(30)停止之际，使电阻成分(63)相对于电力供给路径(61)的电阻值变化，由此进行使动态制动器的制动力减少的控制。的控制。的控制。

Robot, humanoid robot and robot dumping control method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】机器人、人型机器人以及机器人的倾倒控制方法


[0001]本专利技术涉及机器人、人型机器人以及机器人的倾倒控制方法，特别涉及使动态制动器工作的机器人、人型机器人以及机器人的倾倒控制方法。

技术介绍

[0002]以往，公知有使动态制动器工作的机器人。例如在日本特开平3
‑
98482号公报中公开有这样的机器人。
[0003]在日本特开平3
‑
98482号公报中公开有一种在使具有永久磁铁的马达制动时，将再生电路用作动态制动器的马达控制电路。另外，在日本特开平3
‑
98482号公报中记载有对机器人那样的使用多个马达的机种，能够应用上述马达控制电路。
[0004]具体而言，日本特开平3
‑
98482号公报所公开的马达控制电路具备马达、和用于驱动马达的驱动电路。驱动电路包括由构成电桥电路的4个双极晶体管构成的晶体管(晶体管Tr1、Tr2、Tr3以及Tr4)。详细而言，晶体管Tr1以及晶体管Tr2相互串联连接。另外，晶体管Tr3以及晶体管Tr4相互串联连接。在晶体管Tr1以及晶体管Tr2的连接点与晶体管Tr3以及晶体管Tr4的连接点之间连接有马达。另外，在4个晶体管Tr1、Tr2、Tr3以及Tr4分别并联连接有二极管D1、D2、D3以及D4。另外，再生电力消耗用电阻、和再生产生时接通的再生用晶体管相对于相互串联连接的晶体管Tr1以及晶体管Tr2并联连接。
[0005]而且，在日本特开平3
‑
98482号公报公开的马达控制电路中，在马达紧急停止时，停止向马达供给电力，因此马达惯性旋转。此时，马达成为发电模式。而且，在发电模式中，再生用晶体管接通。由此，形成由马达、二极管D1、再生电力消耗用电阻、再生用晶体管、二极管D4、以及马达构成的闭合的路径。由此，由马达发电的电力(马达的旋转能量)作为热而被再生电力消耗用电阻消耗。其结果，动态制动器对马达发挥作用，因此制动力作用于马达。
[0006]专利文献1：日本特开平3
‑
98482号公报
[0007]然而，如日本特开平3
‑
98482号公报的马达控制电路那样，在使马达紧急停止时，在使动态制动器对马达的作用持续地作用直到马达停止为止的情况下，认为存在动态制动器对马达的制动力过强的情况。特别是在将特开平3
‑
98482号公报的马达控制电路应用于人型机器人那样的双脚步行机器人的马达的情况下，由于在紧急停止时(异常停止时)动态制动器的制动力过强，从而导致机器人急剧停止。其结果，存在有时因机器人猛烈地跌倒，而导致机器人破损的问题点。另外，在将日本特开平3
‑
98482号公报的马达控制电路应用于四脚步行机器人的马达的情况下，在紧急停止时(异常停止时)四脚步行机器人不会跌倒，但存在有时因紧急停止所引起的冲击而导致破损的问题点。

技术实现思路

[0008]本专利技术是为了解决上述那样的课题而做出的，本专利技术的一个目的在于提供一种能够抑制异常停止时的破损的机器人、人型机器人以及机器人的倾倒控制方法。
[0009]为了实现上述目的，本专利技术的第一形态所涉及的机器人具备：机器人主体部，其包括多个关节；多个马达，其设置于多个关节的每一个；以及电阻电路部，其包括电阻成分，该电阻成分构成为能够与向马达供给电力的电力供给路径电连接，并且消耗由马达的旋转而产生的电能，通过利用电阻成分来消耗电能，而使动态制动器工作，电阻电路部构成为在异常停止时使马达停止时，使电阻成分相对于电力供给路径的电阻值变化，由此进行使动态制动器的制动力减少的控制。此外，电阻电路部是包括由硬件构成的电阻电路部、和至少一部分由软件构成的电阻电路部双方在内的广义的概念。另外，所谓电阻成分，是指包括电阻、和基于半导体元件的电阻成分在内的广义的概念。另外，所谓异常停止，是指包括通过用户的操作使机器人紧急停止的情况、和因异常导致机器人异常停止的情况在内的广义的概念。
[0010]在本专利技术的第一形态所涉及的机器人中，如上述那样，电阻电路部构成为在异常停止时使马达停止时，使电阻成分相对于电力供给路径的电阻值变化，由此进行使动态制动器的制动力减少的控制。由此，在异常停止时使马达停止时，动态制动器的制动力减少，因此机器人比较缓慢地停止。由此，在机器人如人型机器人那样是双脚步行机器人的情况下，抑制机器人猛烈地跌倒的情况。即，机器人缓慢地倒下。另外，在四脚步行机器人的情况下，能够缓和由紧急停止引起的冲击。其结果，能够抑制异常停止时的破损。
[0011]另外，在动态制动器的制动力过强的情况下，在机器人的关节被动态制动器的较强的制动力固定的状态下，存在机器人跌倒的情况。由此，也存在机器人破损的情况。与此相对，在本专利技术的第一形态所涉及的机器人中，如上述那样，通过构成为进行使动态制动器的制动力减少的控制，从而抑制关节被动态制动器的较强的制动力固定的情况，因此能够抑制在关节被固定的状态下机器人跌倒所引起的机器人的破损。特别是在将本专利技术应用于人型机器人的情况下，能够抑制在臂(手臂)抬起的状态、以及膝伸直的状态下关节(肩关节以及膝关节)被较强的制动力固定的情况，并且能够通过减少后的较弱的制动力而逐渐移至臂垂下的状态以及膝折弯的状态(蹲下姿势)而跌倒。由此，特别是在人型机器人中，能够有效地抑制由跌倒引起的破损。
[0012]本专利技术的第二形态所涉及的人型机器人具备：人型机器人主体部，其包括与人的多个关节对应的多个关节；多个马达，其设置于多个关节的每一个；以及电阻电路部，其包括电阻成分，该电阻成分构成为能够与向马达供给电力的电力供给路径电连接，并且消耗由马达的旋转而产生的电能，通过利用电阻成分来消耗电能，而使动态制动器工作，电阻电路部构成为在异常停止时使马达停止时，使电阻成分相对于电力供给路径的电阻值变化，由此进行使动态制动器的制动力减少的控制。此外，电阻电路部是包括由硬件构成的电阻电路部、和至少一部分由软件构成的电阻电路部双方在内的广义的概念。另外，所谓电阻成分，是指包括电阻、和基于半导体元件的电阻成分在内的广义的概念。另外，所谓异常停止，是指包括通过用户的操作使机器人紧急停止的情况、和因异常导致机器人异常停止的情况在内的广义的概念。
[0013]在本专利技术的第二形态所涉及的人型机器人中，如上述那样，电阻电路部构成为在异常停止时使马达停止时，使电阻成分相对于电力供给路径的电阻值变化，由此进行使动态制动器的制动力减少的控制。由此，在异常停止时使马达停止时，动态制动器的制动力减少，因此人型机器人比较缓慢地停止。由此，抑制人型机器人猛烈地跌倒的情况。即，人型机
器人缓慢地倒下。其结果，能够抑制异常停止时的破损。
[0014]另外，在动态制动器的制动力过强的情况下，在人型机器人的关节被动态制动器的较强的制动力固定的状态下，存在人型机器人跌倒的情况。由此，也存在人型机器人破损的情况。与此相对，在本专利技术的第二形态所涉及的人型机器人中，如上述那样，通过构成为进行使动态制动器的制动力本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种机器人，其中，具备：机器人主体部，其包括多个关节；多个马达，其设置于所述多个关节的每一个；以及电阻电路部，其包括电阻成分，该电阻成分构成为能够与向所述马达供给电力的电力供给路径电连接，并且消耗由所述马达的旋转而产生的电能，通过利用所述电阻成分来消耗所述电能，而使动态制动器工作，所述电阻电路部构成为：在异常停止时使所述马达停止之际，使所述电阻成分相对于所述电力供给路径的电阻值变化，由此进行使所述动态制动器的制动力减少的控制。2.根据权利要求1所述的机器人，其中，所述电阻电路部构成为：在异常停止时使所述马达停止之际，交替地反复进行所述电阻成分相对于所述电力供给路径的连接动作和非连接动作，由此使所述电阻成分相对于所述电力供给路径的电阻值变化，而进行使所述动态制动器的制动力减少的控制。3.根据权利要求1所述的机器人，其中，所述电阻电路部包括再生电阻电路部，该再生电阻电路部具有消耗在所述马达中产生的再生能量的再生电阻。4.根据权利要求3所述的机器人，其中，所述再生电阻电路部构成为：在比通常动作时使所述再生电阻工作的情况下的工作电压低的工作电压下，在异常停止时进行对所述电力供给路径连接所述再生电阻的动作。5.根据权利要求4所述的机器人，其中，所述电阻电路部构成为基于异常停止信号，进行从通常动作向异常停止时的动作切换的控制。6.根据权利要求1所述的机器人，其中，所述电阻电路部构成为：在异常停止时使所述马达停止之际，使所述电阻成分相对于所述电力供给路径的电阻值变化，由此进行使所述动态制动器的制动力减少的控制，直到所述马达停止为止。7.根据权利要求6所述的机器人，其中，所述机器人主体部包括人型机器人主体部，该人型机器人主体部具有与人的多个关节对应的所述多个关节。8.根据权利要求1所述的机器人，其中，所述电阻电路部构成为：在控制所述机器人主体部的倾倒时，使所述电阻成分相对于所述电力供给路径的电阻值变化，由此进行使所述动态制动器的制动力减少的控制，直到所述马达停止为止。9.根据权利要求1所述的机器人，其中，所述机器人还具备电压检测部，该电压检测部用于检测所述电力供给路径的电压，所述电阻电路部构成为：在异常停止时使所述马达停止之际，基于由所述电压检测部检测到的所述电力供给路径的电压，使所述电阻成分相对于所述电力供给路径的电阻值变化，由此进行使所述动态制动器的制动力减少的反馈控制，直到所述马达停止为止。10.根据权利要求9所述的机器人，其中，所述电阻电路部构成为：在异常停止时使所述马达停止之际，基于由所述电压检测部
检测到的所述电力供给路径的电压、与规定的基准电压的比较，使所述电阻成分相对于所述电力供给路径的电阻值变化...

【专利技术属性】
技术研发人员：扫部雅幸，乌山纯一，
申请(专利权)人：川崎重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：