(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
教導器によりアクションコマンドを制御器に下達してロボットの動作を制御し、且つ向き付け制御起動ユニットにより、向き付け制御機能を起動する向き付け式位置制御方法において、
前記教導器は、制御ユニットを有し、教導器方向基準を定義し、前記教導器方向基準は前記教導器の変位と同期に変化し、
前記制御器は前記ロボットと電気的に接続し、前記制御器により前記ロボットが駆動源に駆動されて動作し、前記ロボットの一端は末端効果器を有し、前記駆動源が前記ロボットの前記末端効果器を駆動して移動し、
前記向き付け制御起動ユニットにより、ユーザが向き付け制御を起動可能であり、前記向き付け制御起動ユニットは前記教導器及び前記制御器と通信的に接続し、
前記制御方法は、
前記向き付け制御起動ユニットにより向き付け制御を起動するステップＡと、
前記教導器の前記制御ユニットを操作するステップＢと、
前記向き付け制御起動ユニットが前記制御器を駆動して、前記ロボットが前記教導器方向基準によって動作を発生するステップＣと、
を含むことを特徴とする向き付け式位置制御方法。
【請求項２】
前記ステップＣにおいて、前記向き付け制御起動ユニットは、座標変換により、前記教導器の座標と同じように前記ロボットの座標を転換し、これにより、前記制御器に制御される前記ロボットは、前記教導器方向基準をよって動作を発生することを特徴とする、請求項１に記載の向き付け式位置制御方法。
【請求項３】
前記教導器は方向センサーを有し、前記方向センサーは、前記教導器の所在方位を検知して、前記教導器の前記教導器方向基準を判断し、前記向き付け制御起動ユニットは、前記方向センサーに合せて自動向き付け制御を行うことを特徴とする、請求項１に記載の向き付け式位置制御方法。
【請求項４】
前記方向センサーは、電子コンパス、加速度センサー、又はジャイロスコープであることを特徴とする、請求項１に記載の向き付け式位置制御方法。
【請求項５】
複数軸を有し、前記各軸が駆動源に駆動されるロボットと、
前記ロボットの末端に設けられており、前記ロボットの運動によって空間において移動可能な末端効果器と、
前記ロボットの前記駆動源の回転を制御可能な制御器と、
移動可能であり、その本体に基準方向を有し、前記ロボットの進行及び方向を操縦可能な制御ユニットを有し、これにより、希望の位置に前記末端効果器を移動させ可能な教導器と、
向き付け機能を起動可能な向き付け制御起動ユニットと、
を含む向き付け式位置制御方法において、
向き付け機能を起動すると、前記教導器の本体の基準方向の前記制御ユニットの入力に対する方向は、前記教導器の本体の基準方向の前記末端効果器の移動に対する方向と同じであることを特徴とする向き付け式位置制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御方法に関し、特に、向き付け式位置制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
科学技術の進展及び自動化のニーズに従って、ロボットにより作業を自動化にすることがどんどん多くなっている。一般のロボットの制御方法は、図１及び図２に示すように、教導器１０によりアクションコマンドを下達して、ロボット２０が前記アクションコマンドによって動作する。ロボット２０は、ロボット２０のロボット方向基準Ｆ２によって動作を行う。ロボット方向基準Ｆ２は、ロボット前方向Ｆ２１と、ロボット後方向Ｆ２２と、ロボット左方向Ｆ２３と、ロボット右方向Ｆ２４と、を含む。
【０００３】
教導器１０は教導器方向基準Ｆ１を有する。教導器方向基準Ｆ１は、教導器前方向Ｆ１１と、教導器後方向Ｆ１２と、教導器左方向Ｆ１３と、教導器右方向Ｆ１４と、を含む。図１に示すように、教導器方向基準Ｆ１がロボット方向基準Ｆ２と同じである場合に、教導器方向基準Ｆ１がロボット方向基準Ｆ２と同じであるというのは、教導器前方向Ｆ１１とロボット前方向Ｆ２１とが同じ方向に向いており、教導器後方向Ｆ１２とロボット後方向Ｆ２２とが同じ方向に向いており、教導器左方向Ｆ１３とロボット左方向Ｆ２３とが同じ方向に向いており、教導器右方向Ｆ１４とロボット右方向Ｆ２４とが同じ方向に向いている。このように、教導器１０から下達したアクションコマンドの通りに、ロボット２０は正確な方向に動作可能である。
【０００４】
ロボット２０が持続に移動しているため、ロボット２０の移動が教導器１０の方向基準と相違するときには、図２に示すように、教導器１０の教導器前方向Ｆ１１がロボット２０のロボット右方向Ｆ２４と同じとなると、このとき、ユーザが教導器１０と同じ方向基準に立って操作を行うため、教導器１０を操作しているときに、ユーザはロボット２０が教導器１０の教導器方向基準Ｆ１によって動作を行うと主観的に認定するが、教導器方向基準Ｆ１がロボット方向基準Ｆ２と相違するときに、ロボット２０は教導器方向基準Ｆ１によって動作できない。このように、まず、ユーザはロボット方向基準Ｆ２を判断して教導器１０を操作することが必要である。そうすると、ユーザの直覚によって教導器１０を操作できず、教導器１０を操作する困難度が増加し、極めて不便となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】なし
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の主な目的は、ユーザの直覚によって教導器を操作可能であり、教導器を操作する困難度を減少可能であり、使用の便利性を増加可能である向き付け式位置制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の向き付け式位置制御方法によると、教導器によりアクションコマンドを制御器に下達してロボットの動作を制御し、且つ向き付け制御起動ユニットにより、向き付け制御機能を起動する向き付け式位置制御方法において、
教導器は、制御ユニットを有し、教導器方向基準を定義し、教導器方向基準は教導器の変位と同期に変化し、制御器はロボットと電気的に接続し、
制御器によりロボットが駆動源に駆動されて動作し、ロボットの一端は末端効果器を有し、駆動源がロボットの末端効果器を駆動して移動し、
向き付け制御起動ユニットにより、ユーザが向き付け制御を起動可能であり、向き付け制御起動ユニットは教導器及び制御器と通信的に接続し、
制御方法は、向き付け制御起動ユニットにより向き付け制御を起動するステップＡと、
教導器の制御ユニットを操作するステップＢと、
向き付け制御起動ユニットが制御器を駆動して、ロボットが教導器方向基準によって動作を発生するステップＣと、を含むことを特徴とする。
【０００８】
本発明の向き付け式位置制御方法によると、ステップＣにおいて、向き付け制御起動ユニットは、座標変換により、教導器の座標と同じようにロボットの座標を転換し、これにより、制御器に制御されるロボットは、教導器方向基準をよって動作を発生することを特徴とする。
【０００９】
本発明の向き付け式位置制御方法によると、教導器は方向センサーを有し、方向センサーは、教導器の所在方位を検知して、教導器の教導器方向基準を判断し、向き付け制御起動ユニットは、方向センサーに合せて自動向き付け制御を行うことを特徴とする。
【００１０】
本発明の向き付け式位置制御方法によると、方向センサーは、電子コンパス、加速度センサー、又はジャイロスコープであることを特徴とする。
【００１１】
本発明の向き付け式位置制御方法によると、複数軸を有し、各軸が駆動源に駆動されるロボットと、ロボットの末端に設けられており、ロボットの運動によって空間において移動可能な末端効果器と、ロボットの駆動源の回転を制御可能な制御器と、移動可能であり、その本体に基準方向を有し、ロボットの進行及び方向を操縦可能な制御ユニットを有し、これにより、希望の位置に末端効果器を移動させ可能な教導器と、向き付け機能を起動可能な向き付け制御起動ユニットと、を含む向き付け式位置制御方法において、
向き付け機能を起動すると、教導器の本体の基準方向の制御ユニットの入力に対する方向は、教導器の本体の基準方向の末端効果器の移動に対する方向と同じであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の向き付け式位置制御方法によれば、ユーザの直覚によって教導器を操作可能であり、教導器を操作する困難度を減少可能であり、使用の便利性を増加可能であるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】教導器に制御される従来のロボットを示す模式図であって、方向基準が同じである。
【図２】教導器に制御される従来のロボットを示す模式図であって、方向基準が相違である。
【図３】本発明の制御システムを示す図である。
【図４Ａ】本発明のロボットが動作していない初期状態を示す側面図である。
【図４Ｂ】本発明のロボットが動作していない初期状態を示す平面図である。
【図５Ａ】本発明のロボットが左方向に変位する動作を示す側面図である。
【図５Ｂ】本発明のロボットが左方向に変位する動作を示す平面図である。
【図６Ａ】本発明のロボットが右方向に変位する動作を示す側面図である。
【図６Ｂ】本発明のロボットが右方向に変位する動作を示す平面図である。
【図７Ａ】本発明のロボットが前方向に変位する動作を示す側面図である、
【図７Ｂ】本発明のロボットが前方向に変位する動作を示す平面図である。
【図８Ａ】本発明の向き付け式位置制御方法を適用したロボットが後方向に変位する動作を示す側面図である。
【図８Ｂ】本発明のロボットが後方向に変位する動作を示す平面図である。
【図９】本発明の教導器とロボットとの方向基準が相違する状態を示す図である。
【図１０】本発明の教導器が左方向に移動し、且つロボットが左方向に移動するように制御する状態を示す図である。
【図１１】本発明の教導器が右方向に移動し、且つロボットが右方向に移動するように制御する状態を示す図である。
【図１２】本発明の教導器が前方向に移動し、且つロボットが前方向に移動するように制御する状態を示す図である。
【図１３】本発明の教導器が後方向に移動し、且つロボットが後方向に移動するように制御する状態を示す図である。
【図１４】本発明の教導器が左後方向に移動し、且つロボットが左後方向に移動するように制御する状態を示す図である。
【図１５】本発明の教導器が右後方向に移動し、且つロボットが右後方向に移動するように制御する状態を示す図である。
【図１６】本発明の教導器とロボットとの初期状態を示す図である。
【図１７】教導器の方向基準を手動で設定する状態を示す図である。
【図１８】教導器の方向基準を右方向への方向基準にするように手動で設定し、且つロボットが右方向に移動するように制御する状態を示す図である。
【図１９】教導器の方向基準を右方向への方向基準にするように手動で設定し、且つロボットが左方向に移動するように制御する状態を示す図である。
【図２０】教導器の方向基準を右方向への方向基準にするように手動で設定し、且つロボットが前方向に移動するように制御する状態を示す図である。
【図２１】教導器の方向基準を右方向への方向基準にするように手動で設定し、且つロボットが後方向に移動するように制御する状態を示す図である。
【図２２】本発明の向き付け式位置制御方法のステップを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本発明の向き付け式位置制御方法の一実施例は、図３乃至図２２に示すように、教導器３０によりアクションコマンドを制御器４０に下達してロボット５０の動作を制御し、且っ向き付け制御起動ユニット６０により、向き付け制御機能を起動する。
【００１５】
教導器３０は、移動可能であり、制御ユニット３１と、方向センサー３２と、を有する。本実施例の制御ユニット３１は、前方向動作ボタン３１１と、後方向動作ボタン３１２と、左方向動作ボタン３１３と、右方向動作ボタン３１４と、を含む。なお、制御ユニット３１はジョイスティックを採用してもよい。制御ユニット３１は、ユーザがロボット５０の進行及び方向を操縦するためのものである。教導器３０の本体は基準方向を有する。本実施例では、教導器３０の基準方向が教導器３０によって定義した教導器方向基準Ｆ３である。教導器方向基準Ｆ３は、教導器前方向Ｆ３１と、教導器後方向Ｆ３２と、教導器左方向Ｆ３３と、教導器右方向Ｆ３４と、を含む。教導器方向基準Ｆ３は教導器３０の変位と同期に変化する。方向センサー３２は、教導器３０の所在方位を検知して、教導器３０の教導器方向基準Ｆ３を判断する。方向センサー３２は、電子コンパス、加速度センサー、又はジャイロスコープである。
【００１６】
制御器４０はロボット５０と電気的に接続する。ロボット５０は、図４に示すように、複数の軸を有する多軸ロボットである。制御器４０の制御により、ロボット５０の各軸が駆動源５１に駆動されて回動する。ロボット５０の一端は末端効果器５２を有する。ロボット５０によってロボット方向基準Ｆ５が定義される。ロボット方向基準Ｆ５は、ロボット前方向Ｆ５１と、ロボット後方向ＦＦ５２と、ロボット左方向Ｆ５３と、ロボット右方向Ｆ５４と、を含む。駆動源５１により、ロボット５０が駆動されて動作し、空間において末端効果器を移動させ可能である。図５乃至図８はロボット５０が各方向に移動する状態を示す図である。図５はロボット５０がロボット左方向Ｆ５３に移動する状態を示す図である。図６はロボット５０がロボット右方向Ｆ５４に移動する状態を示す図である。図７はロボット５０がロボット前方向Ｆ５１に移動する状態を示す図である。図８はロボット５０がロボット後方向Ｆ５２に移動する状態を示す図である。
【００１７】
向き付け制御起動ユニット６０により、ユーザは、手動向き付け制御と自動向き付け制御を選択的に設定可能である。向き付け制御起動ユニット６０は、教導器３０及び制御器４０と通信的に接続し、教導器３０、制御器４０、又はロボット５０に設けられ可能である。
【００１８】
向き付け機能を起動すると、教導器３０の本体の基準方向の制御ユニット３１の入力に対する方向は、教導器３０の本体の基準方向の末端効果器５２の移動に対する方向と同じである。
【００１９】
本実施例では、手動向き付け制御に設定された場合に、向き付け制御起動ユニット６０は、教導器３０の制御ユニット３１に合せてロボット５０の動作方向基準を設定し、且つ教導器３０の方向センサー３２と通信的に接続する。
【００２０】
なお、自動向き付け制御に設定された場合に、向き付け制御起動ユニット６０は、教導器３０の所在方位及びその方向基準を判断して、ロボット５０の向き付け制御を行う。向き付け制御の方法は、座標変換により、教導器３０の座標と同じようにロボット５０の座標を転換して制御を行う。
【００２１】
本発明の制御方法は、図２２に示すように、向き付け制御起動ユニット６０を、自動向き付け制御、又は手動向き付け制御に設定して、向き付け制御を起動するステップＡと、教導器３０の制御ユニット３１を操作するステップＢと、向き付け制御起動ユニット６０により、教導器３０の座標と同じようにロボット５０の座標を転換して、ロボット５０が教導器方向基準Ｆ３によって動作を発生するようにロボット５０を駆動するステップＣと、を含む。
【００２２】
以下、各制御状況について説明する。向き付け制御起動ユニット６０を自動向き付け制御に設定する場合には、例えば図９に示したのは、教導器方向基準Ｆ３がロボット方向基準Ｆ５と一致しないときの動作状況である。本発明での方向基準が一致しない状況は、教導器前方向Ｆ３１がロボット前方向Ｆ５１と相違すると定義する。逆に、教導器前方向Ｆ３１がロボット前方向Ｆ５１と一致する状況は、方向基準が一致すると定義する。上記は前方向を例にして説明したが、その他の方向の定義も上記と同じである。
【００２３】
自動向き付け制御に設定する場合には、方向センサー３２の検知により教導器３０の教導器方向基準Ｆ３を判断して制御を行う。なお、手動向き付け制御に設定する場合には、教導器３０の制御ユニット３１に合せて手動で教導器３０の方向基準を設定する。
【００２４】
図１０に示すように、教導器３０の教導器前方向Ｆ３１がロボット左方向Ｆ５３に面しているときには、向き付け制御起動ユニット６０は、教導器３０の方向センサー３２からの信号を接収して教導器方向基準Ｆ３を検知して、教導器方向基準Ｆ３と同じようにロポット５０のロボット方向基準Ｆ５を転換する。この状態で、ユーザが教導器３０の前方向動作ボタン３１１を押圧すると、ロボット５０は、教導器方向基準Ｆ３の教導器前方向Ｆ３１によって動作し、ロボット左方向Ｆ５３へ動作する。
【００２５】
また、図１１に示すように、教導器３０の教導器前方向Ｆ３１がロボット右方向Ｆ５４に面しているときには、ユーザが教導器３０の前方向動作ボタン３１１を押圧すると、ロボット５０は、教導器方向基準Ｆ３の教導器前方向Ｆ３１によって動作し、ロボット右方向Ｆ５４へ動作する。
【００２６】
また、図１２に示すように、教導器３０の教導器前方向Ｆ３１がロボット前方向Ｆ５１と一致し、すなわち、教導器方向基準Ｆ３がロボット前方向Ｆ５１と一致するときには、ユーザが教導器３０の前方向動作ボタン３１１を押圧すると、ロボット５０は、教導器方向基準Ｆ３の教導器前方向Ｆ３１によって動作し、ロボット前方向Ｆ５１へ動作する。
【００２７】
また、図１３に示すように、教導器３０の教導器前方向Ｆ３１がロボット後方向Ｆ５２に面しているときには、ユーザが教導器３０の前方向動作ボタン３１１を押圧すると、ロボット５０は、教導器方向基準Ｆ３の教導器前方向Ｆ３１によって動作し、ロボット後方向Ｆ５２へ動作する。
【００２８】
また、図１４に示すように、教導器３０の教導器前方向Ｆ３１がロボット左方向Ｆ５３とロボット後方向Ｆ５２の間の左後方向に面しているときには、ユーザが教導器３０の前方向動作ボタン３１１を押圧すると、ロボット５０は、教導器方向基準Ｆ３の教導器前方向Ｆ３１によって動作し、ロボット左方向Ｆ５３とロボット後方向Ｆ５２の間の左後方向へ動作する。
【００２９】
また、図１５に示すように、教導器３０の教導器前方向Ｆ３１がロボット右方向Ｆ５４とロボット後方向Ｆ５２の間の右後方向に面しているときには、ユーザが教導器３０の前方向動作ボタン３１１を押圧すると、ロボット５０は、教導器方向基準Ｆ３の教導器前方向Ｆ３１によって動作し、ロボット右方向Ｆ５４とロボット後方向Ｆ５２の間の右後方向へ動作する。
【００３０】
また、図１６乃至図２１に示したのは手動向き付け制御に設定する実施形態である。図１６に示したのは教導器３０とロボット５０との初期状態である。ユーザは、向き付け制御起動ユニット６０によって手動向き付け制御に設定して、教導器３０の制御ユニット３１を操作する。本実施例では、図１７に示すように、教導器３０が教導器右方向Ｆ３４をベース方向とするように、制御ユニット３１の右方向動作ボタン３１４を操作する。すなわち、この場合には、教導器３０に方向センサー３２を設ける必要がなく、教導器３０のロボット５０に対する方向基準を手動で定義する。教導器右方向Ｆ３４をベース方向として手動で設定するときには、教導器３０の教導器前方向Ｆ３１をロボット右方向Ｆ５４に面する状態と同じである。図１８に示すように、ユーザが教導器３０をロボット右方向Ｆ５４に面することが可能であり、この状態では、教導器３０の前方向動作ボタン３１１を押圧すると、ロボット５０は、教導器方向基準Ｆ３に従って動作し、教導器前方向Ｆ３１とロボット右方向Ｆ５４へ移動する。図１９に示すように、教導器３０の後方向動作ボタン３１２を押圧すると、ロボット５０は、教導器方向基準Ｆ３に従って動作し、教導器後方向Ｆ３２とロボット左方向Ｆ５３へ移動する。図２０に示すように、教導器３０の左方向動作ボタン３１３を押圧すると、ロボット５０は、教導器方向基準Ｆ３に従って動作し、教導器左方向Ｆ３３とロボット前方向Ｆ５１へ移動する。図２１に示すように、教導器３０の右方向動作ボタン３１４を押圧すると、ロボット５０は、教導器方向基準Ｆ３に従って動作し、教導器右方向Ｆ３４とロボット後方向Ｆ５２へ移動する。
【００３１】
上記の説明から明らかなように、本獲明の向き付け式位置制御方法によれば、ロボット５０の変位方向基準を手動又は自動で定義可能であり、これにより、ロボット５０は教導器３０の教導器方向基準Ｆ３を変位ベースとすることが可能であり、ユーザが直覚によって操作を行い可能であり、操作の困難度及び誤り率を減少可能であり、そしてユーザが教導器３０と同じ方位に立って制御を行うため、ロボット５０に接近してロボット５０の方位を判断する必要がなく、ロボット５０との安全距離を保持可能であり、操作の安全性を増加可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、ロボットに適用することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１０：教導器
２０：ロボット
３０：教導器
３１：制御ユニット
３２：方向センサー
４０：制御器
５０：ロボット
５１：駆動源
５２：末端効果器
６０：向き付け制御起動ユニット
３１１：前方向動作ボタン
３１２：後ろ方向動作ボタン
３１３：左方向動作ボタン
３１４：右方向動作ボタン
Ｆ１：教導器方向基準
Ｆ２：教導器方向基準
Ｆ３：教導器方向基準
Ｆ５：ロボット方向基準
Ｆ１１：教導器前方向
Ｆ１２：教導器後方向
Ｆ１３：教導器左方向
Ｆ１４：教導器右方向
Ｆ２１：教導器前方向
Ｆ２２：教導器後方向
Ｆ２３：教導器左方向
Ｆ２４：教導器右方向
Ｆ３１：教導器前方向
Ｆ３２：教導器後方向
Ｆ３３：教導器左方向
Ｆ３４：:教導器右方向
Ｆ５１：ロボット前方向
Ｆ５２：ロボット後方向
Ｆ５３：ロボット左方向
Ｆ５４：ロボット右方向
Ａ：起動
Ｂ：アクションコマンド下達
Ｃ：制御及び動作
【要約】
【課題】ユーザの直覚によって教導器を操作でき、教導器を操作する困難度を減少し、使用の便利性を増加できる向き付け式位置制御方法を提供する。
【解決手段】教導器３０によりアクションコマンドを制御器４０に下達してロボット５０の動作を制御し、向き付け制御起動ユニット６０により、向き付け制御機能を起動する向き付け式位置制御方法において、教導器３０は制御ユニット３１を有し、教導器方向基準Ｆ３を定義し、教導器方向基準Ｆ３は教導器３０の変位と同期に変化し、制御器４０はロボット５０と電気的に接続し、制御器４０でロボット５０が駆動源５１に駆動されて動作し、ロボット５０の一端はターミナル効果器５２を有し、駆動源５１がロボット５０のターミナル効果器５２を駆動して移動し、向き付け制御起動ユニット６０により、ユーザが向き付け制御を起動可能で、向き付け制御起動ユニット６０は教導器３０と制御器４０と通信的に接続する。
【選択図】図１２【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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