[发明专利]模拟线条体的动作的机器人模拟装置

说明书

技术领域

本发明涉及模拟配设于机器人上的软管或电缆等线条体的动作的机器人模拟装置。

背景技术

在脱机示教机器人时等使用的机器人模拟装置，一般进行通过物理模拟再现配设于机器人机构部的软管或电缆等线条体的动作。

例如在日本特开平10－275007号公报中，公开了对机器人检查电缆或软管等向机器人卷绕或过伸缩的机器人动作模拟方法。在此认为：由于以求出预定角度进行比较运算这样的较少的运算量检测出非刚性物整体向其臂的卷绕，因此能够十分高速且十分准确地检查非刚性物向臂的卷绕。

在日本特开平10－275007号公报所记载的技术中，通过将非刚性物卷绕在机器人上时的动作投影在二维平面，从而简易地算出。因而，实际上难于准确地模拟三维物体即线条体的动作。即，在现有的机器人模拟中，在对配置于机器人的线条体的动作进行物理模拟时，为了与实际的线条体的动作一致，难于调整弹簧常数、衰减力系数等物理模拟模型的各系数。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种机器人模拟装置，具备按照线条体的实际动作而自动调整在物理模拟模型中使用的各系数的功能。

为了实现上述目的，本发明提供一种机器人模拟装置，以配设于机器人机构部的线条体的露出于该机器人机构部的外侧的部分作为模拟对象部位，模拟伴随上述机器人机构部的动作的该模拟对象部位的动作，其特征在于，具有：三维模型生成部，将上述模拟对象部位的三维模型，作为由多个质点及连结该多个质点之间的弹簧构成的立体结构而生成；模拟部，进行如下物理模，在每单位时间算出作用于上述质点的弹簧的弹力、重力及衰减力，在上述质点与上述机器人机构部或周边装置干涉时，在每单位时间算出施加于上述质点的回弹力，利用施加于上述质点的上述弹簧的弹力、重力、衰减力及回弹力，在每单位时间变更上述质点的位置；存储部，预先存储实际的线条体的静态动作、动态动作及线条体与刚体碰撞时的动态动作；以及自动调整部，自动地调整上述弹簧的弹簧常数，使得存储于上述存储部的实际的线条体的静态动作与上述物理模拟的结果一致，还自动地调整上述衰减力的系数，使得存储于上述存储部的实际的上述线条体的动态动作与上述物理模拟的结果一致，自动地调整上述回弹力的系数，使得存储于上述存储部的实际的上述线条体与刚体碰撞时的动态动作与上述物理模拟的结果一致。

上述机器人模拟装置也可以还具有动画显示上述模拟对象部位的动作的显示部。

附图说明

本发明的上述或其他的目的、特征和优点，通过参照附图说明以下的优选实施方式而更明确。

图1是表示本发明一实施方式的机器人模拟装置的概略结构的图。

图2是表示图1的机器人模拟装置的处理流程的流程图。

图3是表示线条体的模拟模型的一例的图。

图4是说明弹簧常数的自动调整的图。

图5是说明衰减力的系数的自动调整的图。

图6是说明回弹力的系数的自动调整的图。

具体实施方式

图1是本发明的机器人模拟装置（以下称为模拟装置）的一实施方式的概要图。另外，本发明以配设于机器人机构部的线条体的露出于该机器人机构部的外侧的部分作为模拟对象部位，模拟伴随该机器人机构部的动作的该模拟对象部位的动作。具体而言，机器人模拟装置10具有：三维模型生成部12，将作为模拟对象部位的线条体的三维模型（参照图3），作为由多个质点和连结质点之间的弹簧构成的立体结构而生成；模拟部14，进行后述的物理模拟；存储部16，预先存储实际的线条体的静态动作、动态动作及线条体与刚体碰撞时的动态动作；以及自动调整部18，进行后述的自动调整，以使存储在存储部16的实际的线条体的静态动作与物理模拟的结果一致。另外，模拟装置10也可以还具有以动画来显示作为模拟对象部位的线条体的动作的显示部20。

图2是表示机器人模拟装置10的处理流程的流程图。以下，对各步骤详细进行说明。

步骤S1

在步骤S1中，生成配置了虚拟的机器人（机构部）及线条体的工作单元。工作单元的生成既可以由操作者输入模拟装置10所需要的数据而生成，也可以用预定的机器人程序等读入预先准备的各种数据而生成。另外，所生成的工作单元能够显示于上述的显示部20。

步骤S2