[发明专利]机械手臂的控制装置

说明书

本发明是申请人松下电器产业株式会社于2006年12月12日提出的申请号为200680023568.9的、发明名称为“机械手臂的控制装置及控制方法、机器人、以及程序”发明申请的分案申请。

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

发明内容

本发明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，本发明按以下方式构成。

根据本发明的第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。

根据本发明的第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。

根据本发明的第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。

根据本发明的第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。

(发明效果)

根据本发明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，根据本发明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

本发明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是表示本发明的第一实施方式的控制装置的概念的框图；

图2是表示本发明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是表示本发明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；