机械手臂的控制装置制造方法及图纸

一种机械手臂控制装置，由物体特性呼应阻抗设定单元（３）基于记录有与手所把持的物体的特性有关的信息的物体特性数据库（２）的信息来设定手的机械阻抗设定值，并通过阻抗控制单元（４）将手的机械阻抗的值控制为所设定的机械阻抗设定值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及对家用机器人等能与人进行物理接触的机器人的机械手臂(robot arm)进行控制的机械手臂的控制装置及控制方法、具有机械手臂的控制装置的机器人、以 及机械手臂的控制程序。
技术介绍
近年，宠物机器人等家用机器人的开发正在积极进行，可期待将来家务支援机器 人等更实用的家用机器人被实用化。家用机器人需要进入家庭与人类共存，因此，与人类的 物理接触不可避免，从安全性方面考虑，需要柔韧性。针对这样的课题，作为现有技术，在专利文献1的特开平10-329071号公报中公 开了下述控制装置，其中，检测施加到机械手臂上的与人的接触力，当向手施加了较大的力 时，减小复原力来提高安全性，当向手施加了微小的力时，增大复原力来确保动作精度。专利文献1 特开平10-329071号公报但是，在上述现有的控制装置中，由于仅当向机械手臂施加了较大的力时减小复 原力，因此，在用机械手臂把持盘子并在盘子上承载物体的情况等，因机械手臂与人的接触 而机械手臂移动使盘子倾斜，存在盘子上承载的物体落下的危险。另外，当机械手臂把持着 硬物或具有尖角的物体时，若仅减小复原力，则因与人的接触而硬物或有尖角的物体移动， 会撞击到与机械手臂接触的人、在附近的其他人、或者家具等其他物体，存在造成损伤的危 险。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述现有的控制装置的课题，提供一种即使机械手臂与人 接触也不会对人造成因接触引起的损伤、且不会因接触而机械手臂移动使把持物体落下或 与其他人或其他物体接触带来损伤的、能实现安全的机器人控制的、机械手臂的控制装置 及控制方法、机器人、及机械手臂的控制程序。为实现上述目的，本专利技术按以下方式构成。根据本专利技术的第1形态，提供一种机械手臂的控制装置，包括物体特性数据库， 其记录有与上述机械手臂所搬运的物体的搬运特性相关的信息；物体特性呼应阻抗设定单 元，其基于上述物体特性数据库的上述信息，设定上述机械手臂的机械阻抗设定值；和阻抗 控制单元，其将上述机械手臂的机械阻抗的值控制为上述物体特性呼应阻抗设定单元所设 定的机械阻抗设定值。根据本专利技术的第17形态，提供一种机械手臂的控制方法，基于与上述机械手臂所搬运的物体的搬运特性相关的信息，设定上述机械手臂的机械阻抗设定值，将上述机械手 臂的机械阻抗的值控制为上述设定的上述机械阻抗设定值。根据本专利技术的第18形态，提供一种机器人，包括上述机械手臂；和对上述机械手 臂进行控制的第1 16的任一形态所记载的机械手臂的控制装置。根据本专利技术的第19形态，提供一种机械手臂的控制程序，使计算机作为如下单元 发挥功能物体特性呼应阻抗设定单元，其基于与机械手臂所搬运的物体的搬运特性相关 的信息，设定上述机械手臂的机械阻抗设定值；和阻抗控制单元，其将上述机械手臂的机械 阻抗的值控制为上述物体特性呼应阻抗设定单元所设定的机械阻抗设定值。(专利技术效果)根据本专利技术的机械手臂的控制装置及具有机械手臂的控制装置的机器人，通过包括物体特性数据库、物体特性呼应阻抗设定单元和阻抗控制单元，根据由机械手臂搬运的 物体的搬运特性，适当地设定机械手臂的机械阻抗设定值，因此，即使与人接触也不会对人 造成因接触引起的损伤、且不会因接触而机械手臂移动使搬运的物体落下或与其他人或其 他物体接触带来损伤的、安全的机器人控制。另外，根据本专利技术的机械手臂的控制方法及程序，基于与上述机械手臂所搬运的 物体的搬运特性相关的信息，设定上述机械手臂的机械阻抗设定值，通过将上述机械手臂 的机械阻抗的值控制为上述设定的上述机械阻抗设定值，从而根据搬运的物体的搬运特 性，适当地设定机械手臂的机械阻抗设定值，因此，即使与人接触也不会对人造成因接触引 起的损伤、且不会因接触而机械手臂移动使搬运的物体落下或与其他人或其他物体接触带 来损伤的、安全的机器人控制。附图说明本专利技术的这些和其他目的与特征，通过针对附图的与优选实施方式有关的以下描 述可以明确。在该附图中，图1是表示本专利技术的第一实施方式的控制装置的概念的框图；图2是表示本专利技术的第一实施方式的机械手臂的控制装置的硬件结构和作为控 制对象的机械手臂的详细结构的图；图3是表示本专利技术的第一实施方式的控制装置的阻抗控制单元的结构的框图；图4是说明物体特性数据库的特性一览表的图；图5是表示本专利技术的第一实施方式的控制装置的阻抗控制单元中的控制程序的 动作步骤的流程图；图6是表示本专利技术的第一实施方式的控制装置的整体动作步骤的流程图；图7A是说明本专利技术的第一实施方式的机械手臂的控制装置的控制对象即机械手 臂的动作的图；图7B是说明本专利技术的第一实施方式的机械手臂的控制装置的控制对象即机械手 臂的动作的图；图7C是说明本专利技术的第一实施方式的机械手臂的控制装置的控制对象即机械手 臂的动作的图；图7D是说明本专利技术的第一实施方式的机械手臂的控制装置的控制对象即机械手臂的动作的图；图8是说明物体特性数据库的把持规则表的图；图9是说明本专利技术的第二实施方式的机械手臂的控制装置的控制对象即机械手 臂所进行的把持动作的图；图10是说明物体特性数据库的另一把持规则表的图；图11是说明本专利技术的第三实施方式的控制装置的阻抗控制单元的结构的图；图12是说明本专利技术的第二实施方式的机械手臂的控制装置的控制对象即机械手 臂所进行的其他把持动作的图；图13是说明本专利技术的第一实施方式的机械手臂的控制装置的目标轨道的图；图14是说明本专利技术的第一实施方式的物体特性收集单元的详细情况的框图； 图15是说明本专利技术的第一实施方式的机械手臂的控制装置的效果的图。具体实施例方式下面，基于附图，对本专利技术的实施方式进行详细说明。在附图中，对相同部件标注 了相同参照标记。以下，在参照附图对本专利技术的实施方式进行详细说明之前，对本专利技术的各种形态 进行说明。根据本专利技术的第1形态，提供一种机械手臂的控制装置，包括物体特性数据库， 其记录有与上述机械手臂所搬运的物体的搬运特性相关的信息；物体特性呼应阻抗设定单 元，其基于上述物体特性数据库的上述信息，设定上述机械手臂的机械阻抗设定值；和阻抗 控制单元，其将上述机械手臂的机械阻抗的值控制为上述物体特性呼应阻抗设定单元所设 定的上述机械阻抗设定值。根据本专利技术的第2形态，基于第1形态所述的机械手臂的控制装置，其特征在于， 还包括物体特性收集单元，其收集与上述机械手臂所搬运的上述物体的搬运特性相关的信 息，并将收集到的与上述物体的搬运特性相关的信息记录到上述物体特性数据库中。根据本专利技术的第3形态，基于第1或第2形态所述的机械手臂的控制装置，其特征 在于，上述阻抗控制单元具有对人或物体与上述机械手臂接触的情况进行检测的接触检测 单元，在上述机械手臂与上述人或物体接触时，将上述机械手臂的机械阻抗的值控制为上 述物体特性呼应阻抗设定单元所设定的上述机械阻抗设定值。根据本专利技术的第4形态，基于第1或第2形态所述的机械手臂的控制装置，其特征 在于，上述特性呼应阻抗设定单元基于上述物体特性数据库的上述信息，对上述机械手臂 的手的并进方向及旋转方向的六维方向的机械阻抗设定值分别进行设定。根据本专利技术的第5形态，基于第4形态所述的机械手臂的控制装置，其特征在于， 上述特性呼应阻抗设定单元设上述手的上述并进方向为低刚性，设上述旋转方向与上述并 进方向相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机械手臂的控制装置，包括：物体特性数据库，其记录有与上述机械手臂所搬运的物体的搬运特性相关的信息；物体特性呼应阻抗设定单元，其基于上述物体特性数据库的上述信息，设定上述机械手臂的机械阻抗设定值；和阻抗控制单元，其将上述机械手臂的机械阻抗的值控制为上述物体特性呼应阻抗设定单元所设定的上述机械阻抗设定值；上述物体特性数据库具有上述机械手臂所搬运的上述物体的属性信息，具有上述搬运的物体的重要度信息作为上述物体的属性信息，并且，上述物体特性呼应阻抗设定单元基于物体特性数据库的上述重要度信息，设定上述机械阻抗设定值。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：冈崎安直，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]