JP2000296484A

Control device and method of articulated mechanism, articulated device, robot device and its control method

Abstract

[Task] It was difficult to simplify the configuration of the joint mechanism and robot device.

Solution.In the control device and method of the joint mechanism and the robot device and its control method, based on the current detection means for detecting the current value of the drive current supplied to the actuator of the joint mechanism and the current value detected by the current detection means. An external force torque detecting means for detecting the magnitude of the torque due to the external force applied to the output shaft of the actuator is provided. Further, in the joint device and the robot device, a motor unit for generating rotational torque and a motor control means for driving and controlling the motor unit are provided in the actuator, and the motor control means is arranged in the motor unit.

JP2000296484A, drawing sheet 1
Sheet 1 of 39

Term

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Projected expiry passed 8 September 2019, 7 years ago.

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17 claims: 8 independent, 9 dependent

  1. 1
    【特許請求の範囲】 【請求項1】駆動電流に応じた大きさの回転トルクを生成するアクチュエータを有し、第1のリンクを所定軸回りに回転自在に第2のリンクに連結すると共に、上記アクチュエータからその出力軸を介して出力される上記回転トルクに基づいて上記第1のリンクを上記所定軸回りに回転させる関節機構の制御装置において、 上記アクチュエータの上記駆動電流の電流値を検出する電流検出手段と、 上記電流検出手段により検出された上記電流値に基づいて、上記アクチュエータの上記出力軸に与えられる外力によるトルクの大きさを検出する外力トルク検出手段とを具えることを特徴とする関節機構の制御装置。
  2. 2
    【請求項2】上記外力トルク検出手段の検出結果に基づいて、上記アクチュエータの上記出力軸に与えられる上記外力によるトルクがなくなるように、上記アクチュエータを制御する制御手段を具えることを特徴とする請求項1に記載の関節機構の制御装置。
  3. 3
    【請求項3】上記アクチュエータは、 供給される上記駆動電流に応じた上記回転トルクを生成するモータ部と、 上記モータ部において発生した上記回転トルクを増幅して上記出力軸に伝達するトルク増幅部と、 外部から与えられる制御情報に基づく大きさの上記駆動電流を上記モータ部に与えるようにして上記モータ部を制御するモータ制御手段とを具え、 上記モータ制御手段が上記モータ部内に設けられたことを特徴とする請求項1に記載の関節機構の制御装置。
  4. 4
    【請求項4】駆動電流に応じた大きさの回転トルクを生成するアクチュエータを有し、第1のリンクを所定軸回りに回転自在に第2のリンクに連結すると共に、上記アクチュエータからその出力軸を介して出力される上記回転トルクに基づいて上記第1のリンクを上記所定軸回りに回転させる関節機構の制御方法において、 上記アクチュエータの上記駆動電流の電流値を検出する第1のステップと、 検出した上記電流値に基づいて、上記アクチュエータの上記出力軸に与えられる外力によるトルクの大きさを検出する第2のステップとを具えることを特徴とする関節機構の制御方法。
  5. 5
    【請求項5】上記第2のステップの検出結果に基づいて、上記アクチュエータの上記出力軸に与えられる上記外力によるトルクがなくなるように、上記アクチュエータを制御する第3のステップを具えることを特徴とする請求項4に記載の関節機構の制御方法。
  6. 6
    【請求項6】駆動電流に応じた大きさの回転トルクを生成するアクチュエータを有し、第1の構成部を所定軸回りに回転自在に第2の構成部に連結すると共に、上記アクチュエータからその出力軸を介して出力される上記回転トルクに基づいて上記第1の構成部を上記所定軸回りに回転させる関節機構を有するロボット装置において、 上記アクチュエータの上記駆動電流の電流値を検出する電流検出手段と、 上記電流検出手段により検出された上記電流値に基づいて、上記アクチュエータの上記出力軸に与えられる外力によるトルクの大きさを検出する外力トルク検出手段とを具えることを特徴とするロボット装置。
  7. 7
    【請求項7】上記外力トルク検出手段の検出結果に基づいて、上記アクチュエータの上記出力軸に与えられる上記外力によるトルクがなくなるように、上記アクチュエータを制御する制御手段を具えることを特徴とする請求項6に記載のロボット装置。
  8. 8
    【請求項8】上記アクチュエータは、 供給される上記駆動電流に応じた上記回転トルクを発生するモータ部と、 上記モータ部において発生した上記回転トルクを増幅して上記出力軸に伝達するトルク増幅部と、 外部から与えられる制御情報に基づく大きさの上記駆動電流を上記モータ部に与えるようにして上記モータ部を制御するモータ制御手段とを具え、 上記モータ制御手段が上記モータ部内に設けられたことを特徴とする請求項6に記載のロボット装置。
  9. 9
    【請求項9】駆動電流に応じた大きさの回転トルクを発生するアクチュエータを有し、第1の構成部を所定軸回りに回転自在に第2の構成部に連結すると共に、上記アクチュエータからその出力軸を介して出力される上記回転トルクに基づいて上記第1の構成部を上記所定軸回りに回転させる関節機構を有するロボット装置の制御方法において、 上記アクチュエータの上記駆動電流の電流値を検出する第1のステップと、 検出した上記電流値に基づいて、上記アクチュエータの上記出力軸に与えられる外力によるトルクの大きさを検出する第2のステップとを具えることを特徴とするロボット装置の制御方法。
  10. 10
    【請求項10】上記第2のステップの検出結果に基づいて、上記アクチュエータの上記出力軸に与えられる上記外力によるトルクがなくなるように、上記アクチュエータを制御する第3のステップを具えることを特徴とする請求項10に記載のロボット装置の制御方法。
  11. 11
    【請求項11】それぞれ大腿部に膝関節機構を介して下腿部が連結されると共に当該下腿部に足首関節機構を介して足部が連結されてなる一対の脚部ユニットを有し、各上記脚部ユニットの足部を順次交互に歩行路面に接地させながら各上記脚部ユニットをそれぞれ所定パターンで駆動するようにして歩行動作を行うようになされたロボット装置において、 上記足首関節機構に設けられ、上記足部を所定軸回りに回転駆動するための駆動電流に応じた大きさの回転トルクを生成するアクチュエータと、 上記アクチュエータの上記駆動電流の電流値を検出する電流検出手段と、 上記電流検出手段により検出された上記電流値に基づいて、上記アクチュエータの上記出力軸に与えられる外力によるトルクの大きさを検出する外力トルク検出手段と、 上記外力トルク検出手段の検出結果に基づいて、上記アクチュエータの上記出力軸に与えられる上記外力によるトルクがなくなるように、上記アクチュエータを制御する制御手段とを具えることを特徴とするロボット装置。
  12. 12
    【請求項12】上記アクチュエータは、 供給される上記駆動電流に応じた上記回転トルクを発生するモータ部と、 上記モータ部において発生した上記回転トルクを増幅して上記出力軸に伝達するトルク増幅部と、 外部から与えられる制御情報に基づく大きさの上記駆動電流を上記モータ部に与えるようにして上記モータ部を制御するモータ制御手段とを具え、 上記モータ制御手段が上記モータ部内に設けられたことを特徴とする請求項11に記載のロボット装置。
  13. 13
    【請求項13】それぞれ大腿部に膝関節機構を介して下腿部が連結されると共に当該下腿部に足首関節機構を介して足部が連結されてなる一対の脚部ユニットを有し、各上記脚部ユニットの足部を順次交互に歩行路面に接地させながら各上記脚部ユニットをそれぞれ所定パターンで駆動するようにして歩行動作を行うようになされたロボット装置の制御方法において、 上記足首関節機構に設けられ、上記足部を所定軸回りに回転駆動するための駆動電流に応じた大きさの回転トルクを生成するアクチュエータに供給される上記駆動電流の電流値を検出する第1のステップと、 検出された上記電流値に基づいて、上記アクチュエータの上記出力軸に与えられる外力によるトルクの大きさを検出する第2のステップと、 上記第2のステップの検出結果に基づいて、上記アクチュエータの上記出力軸に与えられる上記外力によるトルクがなくなるように、上記アクチュエータを制御する第3のステップとを具えることを特徴とするロボット装置の制御方法。
  14. 14
    【請求項14】第1のリンクを所定軸回りに回転自在に第2のリンクに連結する関節装置において、 上記第1のリンクを上記所定軸回りに回転駆動するための回転トルクを生成するアクチュエータを有し、 上記アクチュエータは、 上記回転トルクを生成するモータ部と、 上記モータ部を駆動制御するモータ制御手段とを具え、 上記モータ制御手段が上記モータ部内に設けられたことを特徴とする関節装置。
  15. 15
    【請求項15】上記モータ部から出力される上記回転トルクを増幅するトルク増幅手段を具え、 上記モータ部及び上記トルク増幅手段が一体化されたことを特徴とする請求項14に記載の関節装置。
  16. 16
    【請求項16】第1の構成部を所定軸回りに回転自在に第2の構成部に連結する関節機構を有するロボット装置において、 上記第1の構成部を上記所定軸回りに回転駆動するための回転トルクを生成するアクチュエータを有し、 上記アクチュエータは、 上記回転トルクを生成するモータ部と、 上記モータ部を駆動制御するモータ制御手段とを具え、 上記モータ制御手段が上記モータ部内に設けられたことを特徴とするロボット装置。
  17. 17
    【請求項17】上記モータ部から出力される上記回転トルクを増幅するトルク増幅手段を具え、 上記モータ部及び上記トルク増幅手段が一体化されたことを特徴とする請求項16に記載のロボット装置。
Independent claims17