弹性体致动器驱动机构的控制装置及控制方法、以及控制程序制造方法及图纸

在弹性体致动器驱动机构的控制装置中，配设有判断输出计测机构(103、8)是否异常的异常判断机构(104)来判断输出计测机构的异常，在输出计测机构异常时基于目标内部状态确定机构(108)及内部状态误差补偿机构(111)来控制弹性体致动器(100)，由此即使在输出计测机构异常时也能够进行使弹性体致动器(100)不立刻停止动作而继续动作直至到达规定的位置为止的控制。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及对驱动机构的动作进行控制的弹性体致动器驱动机构的控制装置及控制方法、以及控制程序，其中所述驱动机构通过流体压驱动致动器等被弹性体的变形所驱动的弹性体致动器来驱动。
技术介绍
近年来，由于细胞式生产工厂的发展等原因，与人协同动作的机器人的开发日益盛行。这样的与人协同动作的机器人与现有那样隔开人所在的区域与机器人用的作业区域而动作的机器人不同，需要与人共存，因此与现有的工业用机器人等相比，所需要的规格不同。 第一，在现有的工业用机器人中，使用电动机或减速器，通过高增益的反馈控制来实现反复精度0. Imm等这样的高指尖位置精度。然而，利用这样的电动机来驱动的机构多存在刚性高而柔性欠佳的情况，在安全性方面多存在问题。相对于此，在与人协同动作的机器人中，对与人接触时不造成危害等安全性加以重视。从而，不能说像现有的工业用机器人那样由电动机驱动的机构适用于家庭用机器人等重视安全性的领域，需要柔软且安全的机器人手臂。针对这样的课题，例如提出有利用了 McKibben型的空气压致动器的机器人手臂。McKibben型的空气压致动器构成为，在由橡胶材料构成的管状弹性体的外表面配设由纤维软线构成的约束机构，管状弹性体的两端部由密封构件来气密密封。当通过流体注入注出机构而利用空气等压缩性流体将内压施加到管状弹性体的内部空间时,管状弹性体主要沿半径方向膨胀，但在约束机构的作用下，要沿半径方向膨胀的动作被转换成管状弹性体的中心轴方向的运动，全长收缩。该McKibben型的致动器主要由弹性体构成，因此其特征在于具有柔软性、安全且轻量。第二，现有的工业用机器人在与人隔离的空间中动作，因此例如在传感器发生故障等时，立刻停止动作被认为是最安全的。相对于此，若为与人在同一空间动作的机器人，则在假设传感器发生故障等情况下，立刻停止动作未必就是最安全的。例如考虑到如下等情况在与人进行协调动作时，若机器人突然停止，则进行协调动作的人无法立刻停住，而处于危险的状态。并且，在传感器发生故障时，存在无法取得动作控制所需要的信息，难以继续动作的课题。针对这样的传感器的故障，现有技术公开了如下的控制装置，该控制装置通过读取预先教导并存储起来的数据取代读取传感器信号来控制机器人(专利文献I)。而且，公开了如下的移动控制装置，该移动控制装置具备运算器，在具备距离传感器和多个移动机构位置检测器的机器人中，该运算器根据来自距离传感器的传感器信号和来自正常的移动机构位置检测器的移动机构位置信号，求解与发生了故障的移动机构位置检测器本应该输出的正确的移动机构位置信号相同的替代信号(专利文献2)。在先技术文献专利文献专利文献I日本实公平8-1819号公报专利文献2日本特公平5-55279号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题然而，在专利文献I的技术中，存在如下课题预先需要将传感器信号替代的教导数据，但难以事先预想到机器人的所有动作而难以准备教导数据。而且，在专利文献2的技术中，存在如下课题对不具备距离传感器的机器人等而言，难以运算正确的替代信号。 本专利技术为了解决所述现有的课题而提出，其目的在于提供一种弹性体致动器驱动机构的控制装置及控制方法、以及控制程序，从而无需预先准备教导数据或设置能够运算替代信号的传感器，即使在传感器异常时也不会立刻停止动作，能够继续由弹性体致动器驱动的机器人手臂等驱动机构的动作。用于解决课题的手段为了达成所述目的，本专利技术如下构成。根据本专利技术的第一方式，提供一种弹性体致动器驱动机构的控制装置，具备目标值输出机构，其输出弹性体致动器的输出的目标值；输出误差补偿机构，其通过被输入所述弹性体致动器的输出的目标值和由输出计测机构计测到的所述弹性体致动器的输出的计测值，来对输出误差进行补偿；目标内部状态确定机构，其根据所述弹性体致动器的输出的目标值来确定与由内部状态计测机构计测到的所述弹性体致动器的内部状态的计测值相对的所述内部状态的目标值；内部状态误差补偿机构，其根据来自所述输出误差补偿机构的输出及来自所述内部状态计测机构的输出来对内部状态误差进行补偿；异常判断机构，其根据由所述输出计测机构计测到的所述弹性体致动器的所述输出的所述计测值、由所述内部状态计测机构计测到的所述弹性体致动器的所述内部状态的所述计测值和所述弹性体致动器的输出的目标值，判断所述输出计测机构是否异常，在所述异常判断机构判断为所述输出计测机构异常时，停止所述输出误差补偿机构的动作，利用所述目标内部状态确定机构和所述内部状态误差补偿机构根据所述目标值输出机构的输出即输出的目标值来进行使所述弹性体致动器继续动作的控制。通过这样的结构，即使在输出计测机构故障或异常时也可以实现使弹性体致动器能够继续动作的弹性体致动器驱动机构的控制。根据本专利技术的第八方式，提供一种弹性体致动器驱动机构的控制方法，其中，利用目标值输出机构输出弹性体致动器的输出的目标值，通过被输入所述弹性体致动器的输出的目标值和由输出计测机构计测到的所述弹性体致动器的输出的计测值而由输出误差补偿机构对输出误差进行补偿，根据所述弹性体致动器的输出的目标值，而由目标内部状态确定机构确定与由内部状态计测机构计测到的所述弹性体致动器的内部状态的计测值相对的所述内部状态的目标值，根据来自所述输出误差补偿机构的输出及来自所述内部状态计测机构的输出而由内部状态误差补偿机构对内部状态误差进行补偿，根据由所述输出计测机构计测到的所述弹性体致动器的所述输出的所述计测值、由所述内部状态计测机构计测到的所述弹性体致动器的所述内部状态的所述计测值和所述弹性体致动器的输出的目标值，由异常判断机构判断所述输出计测机构是否异常，在由所述异常判断机构判断为所述输出计测机构异常时，停止所述输出误差补偿机构的动作，而利用所述目标内部状态确定机构和所述内部状态误差补偿机构根据所述目标值输出机构的输出即输出的目标值来进行使所述弹性体致动器继续动作的控制。根据本专利技术的第九方式，提供一种弹性体致动器驱动机构的控制程序，其中， 使计算机作为目标值输出机构、输出误差补偿机构、目标内部状态确定机构、内部状态误差补偿机构及异常判断机构而发挥功能，所述目标值输出机构输出弹性体致动器的输出的目标值，所述输出误差补偿机构通过被输入所述弹性体致动器的输出的目标值和由输出计测机构计测到的所述弹性体致动器的输出的计测值而对输出误差进行补偿，所述目标内部状态确定机构根据所述弹性体致动器的输出的目标值来确定与由内部状态计测机构计测到的所述弹性体致动器的内部状态的计测值相对的所述内部状态的目标值，所述内部状态误差补偿机构根据来自所述输出误差补偿机构的输出及来自所述内部状态计测机构的输出来对内部状态误差进行补偿，所述异常判断机构根据由所述输出计测机构计测到的所述弹性体致动器的所述输出的所述计测值、由所述内部状态计测机构计测到的所述弹性体致动器的所述内部状态的所述计测值和所述弹性体致动器的输出的目标值，判断所述输出计测机构是否异常，在由所述异常判断机构判断为所述输出计测机构异常时，停止所述输出误差补偿机构的动作，利用所述目标内部状态确定机构和所述内部状态误差补偿机构根据所述目标值输出机构的输出即输出的目标值来进行使所述弹性体致动器继续动作的控制。通过这样的结构，即使在输出计测机构故障或异本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.01.15 JP 2010-0063901.一种弹性体致动器驱动机构的控制装置，具备 目标值输出机构，其输出弹性体致动器的输出的目标值； 输出误差补偿机构，其通过被输入所述弹性体致动器的输出的目标值和由输出计测机构计测到的所述弹性体致动器的输出的计测值，来对输出误差进行补偿； 目标内部状态确定机构，其根据所述弹性体致动器的输出的目标值来确定与由内部状态计测机构计测到的所述弹性体致动器的内部状态的计测值相对的所述内部状态的目标值； 内部状态误差补偿机构，其根据来自所述输出误差补偿机构的输出及来自所述内部状态计测机构的输出来对内部状态误差进行补偿； 异常判断机构，其根据由所述输出计测机构计测到的所述弹性体致动器的所述输出的所述计测值、由所述内部状态计测机构计测到的所述弹性体致动器的所述内部状态的所述计测值和所述弹性体致动器的输出的目标值，判断所述输出计测机构是否异常， 在所述异常判断机构判断为所述输出计测机构异常时，停止所述输出误差补偿机构的动作，利用所述目标内部状态确定机构和所述内部状态误差补偿机构根据所述目标值输出机构的输出即输出的目标值来进行使所述弹性体致动器继续动作的控制。2.根据权利要求I所述的弹性体致动器驱动机构的控制装置，其中， 在由所述异常判断机构判断是否发生所述异常时，在所述弹性体致动器的输出的计测值落在预先设定的范围外的情况、或所述弹性体致动器的输出的计测值与由内部状态计测机构计测到的所述弹性体致动器的内部状态的计测值的对应关系脱离预先设定的关系信息的情况下，所述异常判断机构判断为发生所述异常，反之，在上述情况以外的情况下，所述异常判断机构判断为没有发生所述异常。3.根据权利要求I或2所述的弹性体致动器驱动机构的控制装置，其中， 所述目标内部状态确定机构具备 正常时目标内部状态确定机构； 异常时目标内部状态确定机构， 在所述异常判断机构判断为没有异常时，使用所述正常时目标内部状态确定机构的输出来进行所述弹性体致动器驱动机构的动作控制，而在所述异常判断机构判断为异常时，使用所述异常时目标内部状态确定机构的输出来进行所述弹性体致动器驱动机构的动作控制。4.根据权利要求3所述的弹性体致动器驱动机构的控制装置，其中， 所述异常时目标内部状态确定机构根据所述弹性体致动器驱动机构的静力学模型来确定目标内部状态。5.根据权利要求I 4中任一项所述的弹性体致动器驱动机构的控制装置，其中， 还具备在所述异常判断机构判断为异常时生成并输出异常时目标值的异常时目标值生成机构。6.根据权利要求I 5中任一项所述的弹性体致动器驱动机构的控制装置，其中， 还具备 内部状态计测机构异常判断机构，其判断所述内部状态计测机构是否异常； 内部状态异常时指令输出机构，...

【专利技术属性】
技术研发人员：小松真弓，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：