干涉避免方法、控制装置以及程序制造方法及图纸

技术编号:13368082 阅读:91 留言:0更新日期:2016-07-19 13:41
本发明专利技术涉及干涉避免方法、控制装置以及程序。本发明专利技术所涉及的干涉避免方法避免机械臂(120)与障碍物干涉,该机械臂(120)通过上臂部(122)与前臂部(124)经由肘部(134)连接而构成。计算机械臂(120)的两端的位置被固定的状态下的、上臂部(122)以及前臂部(124)的可动区域。计算包含障碍物的障碍物区域的边界面上的第一线与可动区域的交点。根据所计算出的交点,决定在可动区域中机械臂(120)不与障碍物区域干涉的干涉避免范围。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及干涉避免方法、控制装置以及程序,特别是涉及避免机械臂的干涉的干涉避免方法、控制装置以及程序。
技术介绍
作为控制具有多个关节的机械臂的动作从而实时地操作机械臂的方法,例如有主从式方法。在主从式方法中,主动侧装置(控制装置)指定控制值,从动侧装置(机械臂)根据该被指定的控制值动作。在作为所指定的控制值而指定机械臂的手部位置的情况下,使用运动学逆运算计算各关节的关节角度。这里,在机器人的周围存在机器人的躯体等障碍物。因此,在指定手部位置而控制机械臂的情况下,不仅需要计算各关节的关节角度,还需要计算使得机械臂不与躯体等障碍物干涉的解(干涉避免解)。而且,在实时地操作机械臂的情况下,需要实时地进行上述关节角度的计算和干涉避免解的计算。与上述技术相关联,日本特开2011-093015号公报中公开了实现考虑了机械臂的手部的手眼传感器的存在的、与周边的干涉防止的手眼式料箱拣配(HAND-EYEBINPICKING)机器人的控制装置。日本特开2011-093015号公报所涉及的控制装置具有:存储干涉图案表的表存储构件、判定上述手眼传感器与上述机械臂是否干涉的移动目的地干涉判定构件、以及姿势再决定构件。这里,干涉图案表定义:机械臂的各自由轴的旋转角度中的、上述手眼传感器与上述机械臂干涉的组合图案。另外,移动目的地干涉判定构件基于以使得末端执行器在工件的位置处成为所决定的姿势的方式>驱动上述机械臂的情况下的、上述各自由轴的旋转角度的组合图案与在上述干涉图案表中定义的组合图案之间的对照,判定手眼传感器与上述机械臂是否干涉。在判定为干涉的情况下,姿势再决定构件重新决定适于上述工件的拣配的上述末端执行器的姿势。在日本特开2011-093015号公报所记载的技术中,需要事先准备干涉图案表。存在为了准备该图案表而花费大量时间的顾虑。因此,即便使用日本特开2011-093015号公报所记载的技术,也难以实时地计算干涉避免解。
技术实现思路
本专利技术正是为了解决这样的课题而完成的,提供能够高速地进行用于避免机械臂的干涉的计算的干涉避免方法、控制装置以及程序。本专利技术所涉及的干涉避免方法是避免机械臂与障碍物干涉的机械臂的干涉避免方法,该机械臂通过第一臂与第二臂经由关节部连接而构成,其中,计算上述机械臂的两端的位置被固定的状态下的、上述第一臂以及上述第二臂的可动区域;计算包含上述障碍物的障碍物区域的边界面上的第一线与上述可动区域的交点;基于上述计算出的交点,决定在上述可动区域中上述机械臂不与上述障碍物区域干涉的干涉避免范围。另外,本专利技术所涉及的控制装置是控制第一臂和第二臂经由关节部连接而构成的机械臂的控制装置,其中,上述控制装置具有:可动区域计算构件,计算上述机械臂的两端的位置被固定的状态下的、上述第一臂和上述第二臂的可动区域;交点计算构件,计算包含障碍物的障碍物区域的边界面上的第一线与上述可动区域的交点;以及干涉避免范围决定构件,基于上述计算出的交点,决定在上述可动区域中上述机械臂不与上述障碍物区域干涉的干涉避免范围。另外,本专利技术所涉及的程序实现避免机械臂与障碍物干涉的机械臂的干涉避免方法,该机械臂通过第一臂和第二臂经由关节部连接而构成,其中,上述程序使计算机执行以下步骤:计算上述机械臂的两端的位置被固定的状态下的、上述第一臂和上述第二臂的可动区域的步骤;计算包含上述障碍物的障碍物区域的边界面上的第一线与上述可动区域的交点的步骤;以及基于上述计算出的交点,决定在上述可动区域中上述机械臂不与上述障碍物区域干涉的干涉避免范围的步骤。本专利技术以上述方式构成,由此,能够通过简单的几何学方法决定机械臂的干涉避免范围。因此,本专利技术能够高速地进行用于避免机械臂的干涉的计算。另外,优选形成为:上述可动区域由以在上述机械臂的两端的位置被固定的状态下上述关节部旋转而得的轨迹所形成的圆作为底面、以上述第一臂以及上述第二臂分别旋转而得的轨迹所形成的旋转面作为圆锥侧面的圆锥形成,在由上述第二臂的轨迹形成的第一圆锥和由上述第一臂的轨迹形成的第二圆锥,分别计算上述交点。通过分别进行计算,能够简单地应用计算圆锥与线的交点之类的简单的计算方法。因此,本专利技术能够更高速地决定机械臂的干涉避免范围。另外,优选形成为:在与上述第一线的交点存在于上述底面上的情况下,将基于上述第一圆锥判定出的第一范围与基于上述第二圆锥判定出的第二范围重复的范围,决定为上述机械臂的上述干涉避免范围。通过形成为上述结构,即使当在干涉避免范围的一方的边界第二臂与障碍物干涉,而在另一方的边界第一臂与障碍物干涉的情况下,也能够通过简单的几何学方法决定干涉避免范围。因此,本专利技术能够更高速地决定机械臂的干涉避免范围。另外,优选形成为:基于与上述第一圆锥相关的上述圆锥侧面上的交点和上述底面上的交点判定上述第一范围,基于与上述第二圆锥相关的上述圆锥侧面上的交点和上述底面上的交点判定上述第二范围。通过以上述方式构成,能够通过简单的几何学方法,针对第一圆锥以及第二圆锥分别判定第一范围以及第二范围。因此,本专利技术能够更高速地决定机械臂的干涉避免范围。另外,优选形成为:上述障碍物区域的上述边界面的至少一部分由曲面形成。若边界面的方向不连续地形成,则担心机械臂的动作变得剧烈。在这样的情况下,担心产生机械臂的超速或者超载。另一方面,本专利技术通过形成为上述结构,机械臂的动作的变化得以缓和。因此,能够抑制机械臂的超速或者超载。另外,优选形成为:将通过上述机械臂的手部的位置并包含与上述曲面相切的切线的切点的线,决定为上述曲面上的上述第一线。通过形成为上述结构,即便在上述边界面的至少一部分由曲面形成的情况下,也能够通过简单的几何学方法容易地决定干涉避免范围。因此,对于本专利技术,即便在上述边界面的至少一部分由曲面形成的情况下,也能够高速地决定机械臂的干涉避免范围。根据本专利技术,能够提供可高速地进行用于避免机械臂的干涉的计算的干涉避免方法、控制装置以及程序。通过参照作为并非用于限制本专利技术的例子的附图并阅读以下的详细说明,能够进一步清楚本专利技术的其它特征、目的、优点。附图说明图1是示出实施方式1所涉及的机器人系统的简图。图2是用于说明实施方式1所涉及的臂角度的图。图3是示出实施方式1所涉及的控制装置的结构的功能框图。图4是示出实施方式1所涉及的控制装置本文档来自技高网...
干涉避免方法、控制装置以及程序

【技术保护点】
一种干涉避免方法,是避免机械臂与障碍物干涉的机械臂的干涉避免方法,该机械臂通过第一臂和第二臂经由关节部连接而构成,其中,计算所述机械臂的两端的位置被固定的状态下的、所述第一臂以及所述第二臂的可动区域;计算包含所述障碍物的障碍物区域的边界面上的第一线与所述可动区域的交点;基于所述计算出的交点,决定在所述可动区域中所述机械臂不与所述障碍物区域干涉的干涉避免范围。

【技术特征摘要】
2014.12.09 JP 2014-2492691.一种干涉避免方法,是避免机械臂与障碍物干涉的机械臂的干
涉避免方法,该机械臂通过第一臂和第二臂经由关节部连接而构成,
其中,
计算所述机械臂的两端的位置被固定的状态下的、所述第一臂以及
所述第二臂的可动区域;
计算包含所述障碍物的障碍物区域的边界面上的第一线与所述可
动区域的交点;
基于所述计算出的交点,决定在所述可动区域中所述机械臂不与所
述障碍物区域干涉的干涉避免范围。
2.根据权利要求1所述的干涉避免方法,其中,
所述可动区域由以在所述机械臂的两端的位置被固定的状态下所
述关节部旋转而得的轨迹所形成的圆作为底面、以所述第一臂以及所述
第二臂分别旋转而得的轨迹所形成的旋转面作为圆锥侧面的圆锥形成,
在由所述第二臂的轨迹形成的第一圆锥和由所述第一臂的轨迹形
成的第二圆锥,分别计算所述交点。
3.根据权利要求2所述的干涉避免方法,其中,
在与所述第一线的交点存在于所述底面上的情况下,将基于所述第
一圆锥判定出的第一范围与基于所述第二圆锥判定出的第二范围重复
的范围,决定为所述机械臂的所述干涉避免范围。
4.根据权利要求3所述的干涉避免方法,其中,
基于与所述第一圆锥相关的所述圆锥侧面上的交点和所述底面上
的交点判定所述第一范围,基于与所述第二圆锥相关的所述圆锥侧面上
的交点和...

【专利技术属性】
技术研发人员:森平智久
申请(专利权)人:丰田自动车株式会社
类型:发明
国别省市:日本;JP

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