(57)【要約】  【課題】  従来の衝突検出方法では、減速機バネ成分による振動が原因となる衝突トルク検出誤差を少なくする事が困難であり、溶接用途におけるアークスタート時のトーチ引き上げ動作や、トーチを振動させるウィービング動作等でロボットの動作周波数が減速機バネ成分の共振周波数に近付いた時の衝突誤検出を防ぐためには、衝突検出閾値を上げるしかなく、通常動作時の衝突検出感度も下がっていた。  【解決手段】  ロボット動作の指令加速度が所定値より大きければ衝突検出閾値を上げ、所定時間保持することにより、減速機バネ成分の振動の位相遅れや持続に対応し、衝突誤検出を防ぐことができる。【選択図】  図１
2006116650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
減速機を介してモータにより駆動されるロボットにおいて、モータが前記減速機に出力するトルクからロボットの逆動力学演算で求めた動力学トルクを差し引くことにより、衝突による外力をセンサレスで検出し、外力の検出値が予め設定した所定の閾値より大きければアームが外力を受けたと判断する衝突検出方法を有し、ロボット動作の指令加速度が予め設定した所定値より大きければ前記衝突検出における閾値を上げて衝突検出感度を下げることを特徴とする多関節型ロボットの衝突検出方法。
【請求項２】
ロボット動作の指令加速度が予め設定した所定値より大きければ前記衝突検出における閾値を上げ、この閾値を上げた状態を所定時間保持することを特徴とする請求項１記載の多関節型ロボットの衝突検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、減速機を介してモータにより駆動されるロボットの衝突検出方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ロボットにおいて、衝突時の安全性向上や破壊による損失防止のために、衝突検出の高精度化が求められている。しかしながら、高精度な衝突センサを用いることはコストが増大し、さらに重量負荷としてのセンサを振り回すことになるので、ロボットの高速化や省エネに反することになる。そこで、衝突力のセンサレス検出における高精度化が求められている。
【０００３】
衝突力をセンサレスで求める方法としては、モータの駆動電流で発生したトルクからモータ及び減速機のイナーシャと摩擦で損失するトルクを差し引いた減速機出力トルクより、ロボットの逆動力学演算から求めたロボットの動力学トルクを差し引いて衝突力を求める方式（以下、動力学演算方式という。非特許文献１参照）と、外乱推定オブザーバを用いて衝突力を求める方式（以下、外乱推定オブザーバ方式という）がある。
【０００４】
図２は、動力学演算方式の制御ブロック線図である。
【０００５】
図２において、６は位置制御ブロックであり、位置指令の速度成分ｄθｃｏｍ（１）を積分した位置指令θｃｏｍ（３）と、モータ速度フィードバックωｍ（２）を積分したモータ位置フィードバックθｍ（４）との差分値から速度ループ指令ωｃｏｍ（７）を生成する。
【０００６】
図２の１０は速度制御ブロックであり、速度ループ指令ωｃｏｍ（７）とモータ速度フィードバックωｍ（２）の差分値からモータ電流指令Ｉｍ（１１）を生成する。
【０００７】
図２の１８はモータと外力を示したブロックである。τｍ（１３）はモータ発生トルクであり、減速機が剛体であると仮定すると、モータ発生トルクτｍ（１３）は、以下に示す（数１）において、モータ駆動側から見れば（数１−１）で表され、負荷側から見れば（数１−２）で表される。
【０００８】
【数１】
2006116650.tif 000003
また、上記に示す動摩擦トルクτμ（１５）は、以下に示す（数２）で計算できる。
【０００９】
【数２】
2006116650.tif 000004
また、（数１−２）の右辺にある衝突トルクτｄｉｓは、（数１−１）と（数１−２）より、以下に示す（数３）に変形して求めることが出来る。
【００１０】
【数３】
2006116650.tif 000005
なお、上記（数３）において、Ｋｔ×Ｉｍ−Ｊｍ×αｍ−Ｄ×ωｍ−Ｋμ×ｓｇｎはモータが減速機に出力するトルクであり、τｄｙｎは動力学トルクである。
【００１１】
図２において、（３０）は、（数３）を衝突トルク推定ブロックとして表したものである。
【００１２】
衝突トルク推定ブロック（３０）において、動力学トルク推定値τｄｙｎｏ（２９）は、動力学トルク演算ブロック（２６）において、ロボットを構成する全軸のモータ速度フィードバックとロボットの機械パラメータを用いて逆動力学演算を実行することで求められる。衝突トルク推定ブロック（３０）は、この動力学トルク推定値τｄｙｎｏ（２９）を用いて衝突トルク推定値τｄｉｓｏ（２８）をもとめ、この衝突トルク推定値τｄｉｓｏ（２８）を衝突判定ブロック（３１）へ出力する。
【００１３】
衝突判定ブロック（３１）は、所定の衝突検出閾値τｔｈを用いて、以下に示す（数４）に従い衝突を検出する。
【００１４】
【数４】
2006116650.tif 000006
以上説明した従来の動力学演算方式では、減速機が剛体であることが前提であった。
【００１５】
しかし、実際の減速機にはバネ成分が存在し、このバネ成分により振動が発生する可能性がある。
【００１６】
図３は、ロボットにおけるモータと減速機をモデル化した図を示したものであり、モータ取り付けベースとなるアーム１（７１）に、モータ（７２）、減速機（７３）、ベアリング（７４）が固定され、減速機２次側（７７）の回転部に結合された負荷であるアーム２（７９）を駆動する。
【００１７】
減速機１次側（７６）は、モータ回転軸（８０）でモータ内のロータに結合され、モータ回転速度ωｍ（２）で回転する。減速機（７３）は減速比Ｒｇで、モータ回転速度ωｍ（２）を負荷回転速度ωＬ（４１）に減速する。
【００１８】
ここで、減速機（７３）の減速比Ｒｇは下記に示す（数５）により表される。
【００１９】
【数５】
2006116650.tif 000007
しかし、減速機（７３）は減速機１次側（７６）と減速機２次側（７７）の間にバネ成分が存在するので、（数５）が成立するのは、バネの伸びが一定となった定常状態の場合のみである。
【００２０】
このバネ成分のバネ定数をＫＳとして、図３に示すモデルをブロック線図で表したものが図４である。
【００２１】
図４において、Ｉｍ（１１）はモータ（７２）を駆動するモータ電流指令、Ｋｔ（１２）はモータ（７２）のトルク定数、１／Ｒｇ（４２、４３）は減速比の逆数、４４はモータ伝達関数、４５は負荷伝達関数、ＫＳ（４６）は減速機（７３）のバネ定数、θｓ（４７）は減速機１次側（７６）と減速機２次側（７７）間に発生するねじれ角、４８は積分である。
【００２２】
τｄｉｓ（２２）は負荷（アーム２）に加わる衝突トルク、τｄｙｎ’（４９）は自軸の慣性力と重力トルクを除いた動力学トルク、τＧ（５０）は重力トルク、τμ（１５）は
動摩擦トルクである。
【００２３】
モータ伝達関数（４４）において、モータイナーシャＪｍはモータロータ（７５）と減速機１次側（７６）を合わせた回転軸（８０）回りの慣性モーメント、Ｄｍはモータ粘性摩擦係数である。
【００２４】
負荷伝達関数（４５）においても、負荷イナーシャＪＬは負荷（アーム２）（７９）と減速機２次側（７７）を合わせた回転軸（８０）回りの慣性モーメント、ＤＬは負荷粘性摩擦係数である。
【００２５】
特に大型ロボットでは、図４でモデル化した減速機のバネ成分の共振周波数が１０Ｈｚ以下の低い周波数となり、ロボットの動作周波数がこれに近くなれば、振動を発生する確率が増加する。
【００２６】
ロボットの通常用途では、振動が発生しないように、ロボットの動作周波数はバネ成分の共振周波数より低くなるように加減速を調整するので、それほど大きな問題とはならない。しかし溶接用途では、特許文献１に記載されたアークスタート時のトーチ引き上げ動作や、トーチを振動させるウィービング動作等では、多少振動が発生し軌跡精度が多少劣化しても速応性が求められるため、ロボットの動作周波数がバネ成分の共振周波数に近づく可能性は高い。
【００２７】
このような場合、減速機のバネ成分による振動を無視して、衝突検出閾値を定めると、衝突していないにも関わらず、衝突としていると誤検出する可能性がある。
【００２８】
図５はこの誤検出を示した例を示す図であり、時刻０．１〜０．５の間は通常動作を示し、時刻０．６〜０．８はトーチ引き上げ動作を示しており、上から、位置指令の速度成分ｄθｃｏｍ（１）の時間変化、その下にそれを微分した加速度成分αｃｏｍの時間変化、その下に衝突トルク推定値τｄｉｓｏ（２８）の時間変化を示している。
【００２９】
通常動作では、αｃｏｍの絶対値は、減速機ばね成分による振動を発生させない様に、加速度閾値αｔｈを越えないように調整される。そして、この加速度閾値αｔｈは、実際に通常動作を行うことで求められるものである。
【００３０】
しかしトーチ引き上げ動作では、多少振動が発生して軌跡精度が多少劣化しても速応性が求められるため、このときの加速度αｃｏｍは加速度閾値αｔｈを越える可能性がある。
【００３１】
図２で示す従来の動力学演算方式では、減速機のバネ成分を図４の様にモデル化していないので、その振動がそのまま衝突トルク推定値τｄｉｓｏ（２８）の誤差として現れる。この様子を表したものが、図５の時刻０．６〜０．８間であり、衝突トルク推定値τｄｉｓｏ（２８）の絶対値が衝突検出閾値τｔｈ（３９）を２回越えている。
【００３２】
このような現象が発生すると、衝突していないにも関わらず衝突が発生したと誤検出することになる。この誤検出を避けるためには、衝突検出閾値τｔｈ（３９）を大きくするしかないが、逆に衝突検出感度が低くなるので、実際に衝突が発生した場合の検出が遅れることになる。そして、衝突検出が遅れると、衝突による衝撃緩和手段をとるのも遅れることになり、アームや減速機、さらにはワーク等にダメージを与えることになる。
【００３３】
一方、外乱推定オブザーバ方式では、図３、図４で示した、減速機がバネを持ったモデルを対象として、衝突検出を実現する方法が知られている（例えば特許文献２参照）。
【００３４】
図６に外乱オブザーバ方式を説明するためのブロック図を示す。衝突トルク推定ブロック（６９）において、外乱推定オブザーバ（６１）は、入力としてモータ電流Ｉｍ（１１）とモータ回転速度ωｍ（１１）、演算パラメータとしてモータイナーシャＪｍ、負荷イナーシャＪＬ、モータ粘性摩擦係数Ｄｍ、負荷粘性摩擦係数ＤＬ、減速機バネ定数ＫＳ（４６）および減速比Ｒｇを用いて、負荷回転速度ωＬ（４１）、ねじれ角θｓ（４７）及び外乱トルクの和（τｄｉｓ＋τｄｙｎ’＋τμ＋τＧ）ｏ（６５）を推定するものである。
【００３５】
重力トルク演算ブロック（６２）は、ロボットを構成する全軸の位置情報（速度を積分（６３））から重力トルク推定値を演算し、重力トルク推定値τＧｏ（６７）を出力する。
【００３６】
衝突トルク推定ブロック（６９）は、外乱トルクの和（τｄｉｓ＋τｄｙｎ’＋τμ＋τＧ）ｏ（６５）から、重力トルク推定値τＧｏ（６７）と動摩擦トルク推定値τμｏ（２４）とを減算し、衝突トルク推定（τｄｉｓ＋τｄｙｎ’）ｏ（６６）を衝突判定ブロック（３０）に出力する。
【特許文献１】特開２００２−２０５１６９号公報
【特許文献２】特開２０００−５２２８６号公報
【非特許文献１】小菅一弘、他１名、“マニピュレータの動的衝突検出”、日本機械学会［Ｎｏ．９９−  ９］ロボティクス・メカトロニクス講演会’９９講演論文集  ２Ａ１−１１−０３０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３７】
しかし、従来の外乱推定オブザーバ方式では、下記の課題がある。
【００３８】
１つ目の課題は、衝突トルク推定（τｄｉｓ＋τｄｙｎ’）ｏ（６６）に、自軸の慣性力と重力トルクを除いた動力学トルクτｄｙｎ’（４９）が含まれることである。τｄｙｎ’（４９）は主に他軸からの干渉力（遠心力、コリオリ力）で構成される。
【００３９】
このτｄｙｎ’（４９）が誤差成分となるので、動力学演算方式に比べ、衝突検出閾値τｔｈが大きくなる（衝突検出感度が下がる）ことが考えられる。つまり、せっかく図３、図４で示した、減速機のバネ成分をモデル化しても動力学演算方式より衝突検出感度が下がる可能性がある。
【００４０】
２つ目の課題は、外乱オブザーバ（６１）では、負荷イナーシャＪＬとバネ定数ＫＳ（４６）の正確な値が必要で、これらのパラメータに誤差があると、外乱推定にも誤差が発生し、バネをモデル化した意味が少なくなることである。
【００４１】
負荷イナーシャＪＬは、ロボットの姿勢やアームに取り付ける負荷により変動するので、リアルタイムに演算する必要があり、演算は可能である。
【００４２】
しかし、バネ定数ＫＳ（１９）を固定値とすることには問題がある。図７は、ロボットに使用される減速機の代表であるハーモニック減速機のバネ定数ＫＳの一例を示す図であり、あるメーカカタログに記載されているものである。図７において、ねじれ角が変わるとバネ定数も変化するので、３段階の直線で近似されており、それぞれのトルク定数をＫ１、Ｋ２、Ｋ３としている。ロボットで使用される頻度の高い、減速比８０以上のバネ定数について、メーカカタログ値よりＫ１、Ｋ２、Ｋ３の平均値を求め、その平均値を基準にＫ１、Ｋ２、Ｋ３の誤差を算出すると、最大で約３３％になる。
【００４３】
また、ねじれ角θｓ（４７）と負荷回転速度ωＬ（４１）は直接測定されるのではなく、外乱推定オブザーバの１変数として推定される値のため、バネ定数ＫＳ（４６）が変わるとねじれ角θｓ（４７）の推定値も変化する。しかし、現実には、バネ定数ＫＳ（４６）がねじれ角θｓ（４７）の関数になっており、相互に従属するので、推定は不可能となる。
【００４４】
そこで、外乱推定オブザーバを成立させるには、バネ定数ＫＳ（４６）を固定値と見なすしか方法はないが、その誤差が外乱推定値の精度を悪化させる可能性は高い。
【００４５】
すなわち、減速機のバネ成分をモデル化しても、衝突力の検出精度を十分に上げられるとは限らないので、衝突していないにも関わらず、衝突として誤検出する可能性を無くすことは困難である。
【００４６】
本発明は、上記課題を解決するものであり、ロボットの動作周波数が低い時（例えば、通常動作時）の衝突検出感度を落とすことなく、動作周波数が減速機バネ成分の共振周波数に近付いた時（例えば、溶接トーチの引き上げ動作時）の衝突誤検出を防ぐことができるロボットの衝突検出方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００４７】
上記目的を達成するために、本発明のロボットの衝突検出方法は、減速機を介してモータにより駆動されるロボットにおいて、モータが前記減速機に出力するトルクからロボットの逆動力学演算で求めた動力学トルクを差し引くことにより、衝突による外力をセンサレスで検出し、外力の検出値が予め設定した所定の閾値より大きければアームが外力を受けたと判断する衝突検出方法を有し、ロボット動作の指令加速度が予め設定した所定値より大きければ衝突検出における閾値を上げて衝突検出感度を下げるものである。
【００４８】
また、本発明のロボットの衝突検出方法は、ロボット動作の指令加速度が予め設定した所定値より大きければ衝突検出における閾値を上げ、それを所定時間保持するものである。
【発明の効果】
【００４９】
以上のように、本発明のロボットの衝突検出方法においては、ロボットの動作周波数が低い時（例えば、通常動作時）の衝突検出感度を落とすことなく、動作周波数が減速機バネ成分の共振周波数に近付いた時（例えば、溶接トーチの引き上げ動作時）の衝突誤検出を防ぐことができる。
【００５０】
また、ロボット動作の指令加速度が予め設定した所定値より大きければ前記衝突検出における閾値を上げ、それを所定時間保持することにより、減速機バネ成分の振動の位相遅れや振動の持続による衝突誤検出を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
（実施の形態）
以下、本発明の一実施の形態について説明する。
【００５２】
図１は、本実施の形態における衝突検出方法を示すブロック図であり、図２で示した動力学演算方式をベースに、衝突検出閾値設定ブロック（３４）を追加した構成となっている。なお、図１において、図２と同様の箇所については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００５３】
図１において、衝突検出閾値設定ブロック（３４）では、位置指令の速度成分ｄθｃｏｍ（１）を微分した位置指令の加速度成分αｃｏｍ（３３）を入力とし、所定の加速度閾値αｔｈと比較をし、以下に示す（数６）に従って衝突検出閾値τｖｔｈ（３５）を衝突判定ブロック（３１）に出力する。
【００５４】
【数６】
2006116650.tif 000008
なお、上記τｔｈは通常動作を実際に行ってそれに基づいて予め求められたものであり、ｄτｔｈは、通常動作ではない動作を実際に行ってそれに基づいて予め求めたれたものである。
【００５５】
そして、この衝突検出閾値τｖｔｈ（３５）を用いて、衝突判定ブッロク（３１）で衝突判定をしたときの波形を図８に示す。なお、図８では、通常動作ではない動作の例として、ロボットが溶接トーチの引き上げ動作を行う例を示している
図８に示すように、トーチ引き上げ動作を行っている時刻０．６〜０．８間では、位置指令の加速度成分αｃｏｍ（３３）の絶対値が所定の加速度閾値αｔｈ（３８）を越えるので、その間は、（数６）で示したように、衝突検出閾値τｖｔｈ（３５）は、通常動作で調整した衝突検出閾値τｔｈよりｄτｔｈ（３６）分大きくなる。このことにより、時刻０．６〜０．８間で、衝突トルク推定値τｄｉｓｏ（２８）に減速機バネの振動誤差が加わっても、その絶対値は衝突検出閾値τｖｔｈ（３５）を越えないので、衝突誤検出は発生しない。
【００５６】
また、時刻０．８以後では、位置指令の加速度成分αｃｏｍ（３３）の絶対値が所定の加速度閾値αｔｈ（３８）以下になるので、衝突検出閾値τｖｔｈ（３５）は通常動作で調整した衝突検出閾値τｔｈに戻り、これにより通常動作時の衝突検出感度を落とすこと  はない。
【００５７】
なお、上記した閾値の判定や閾値の変更は、例えば、ロボットシステムに設けられているＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）内に記憶されているプログラムにより行われるものである。
【００５８】
また、上記では、位置指令の加速度成分αｃｏｍ（３３）の絶対値が所定の加速度閾値αｔｈ（３８）以下になった時点で直ぐに衝突検出閾値τｖｔｈ（３５）を通常動作で調整した衝突検出閾値τｔｈに戻す例を示したが、位置指令の加速度成分αｃｏｍ（３３）の絶対値が所定の加速度閾値αｔｈ（３８）以下になった時点で直ぐに衝突検出閾値τｖｔｈ（３５）は通常動作で調整した衝突検出閾値τｔｈに戻すのではなく、図９に示すように所定の時刻Ｔｄ（３７）の間衝突検出閾値τｖｔｈ（３５）の値をτｔｈ＋ｄτｔｈに保持するようにしてもよい。
【００５９】
この例を、図９を用いて説明する。図９において、トーチ引き上げ動作を行っている時刻０．６〜０．８間では、位置指令の加速度成分αｃｏｍ（３３）の絶対値が所定の加速度閾値αｔｈ（３８）を越えるので、その間は、（数６）で示したように、衝突検出閾値τｖｔｈ（３５）は通常の場合より、ｄτｔｈ（３６）分大きくなるが、一度位置指令の加速度成分αｃｏｍ（３３）の絶対値が所定の加速度閾値αｔｈ（３８）を越えて、次に下回る時は（図では時刻０．８）衝突検出閾値τｖｔｈ（３５）の値をτｔｈ＋ｄτｔｈに所定の時刻Ｔｄ（３７）の間保持する。
【００６０】
このように、位置指令の加速度成分αｃｏｍ（３３）の絶対値が所定の加速度閾値αｔｈ（３８）を越えて、その後加速度閾値αｔｈ（３８）を下回った場合でも、衝突検出閾値τｖｔｈ（３５）の値をτｔｈにすぐに戻さず、所定の時刻Ｔｄ（３７）の間衝突検出閾値τｖｔｈ（３５）の値をτｔｈ＋ｄτｔｈに保持することで、減速機バネ成分による振動の位相遅れや振動の持続が生じる場合でも、衝突誤検出を防ぐことができる。
【００６１】
なお、上記した所定の時刻Ｔｄ（３７）の間衝突検出閾値τｖｔｈ（３５）の値をτｔｈ＋ｄτｔｈに保持する処理は、例えば、ロボットシステムに設けられているＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）内に記憶されているプログラムにより行われるものである。
【００６２】
また、本実施の形態では、動力学演算方式をベースに説明したが、図６で示す外乱推定オブザーバ方式にも同様の手法を用いることが出来ることは言うまでもない。
【００６３】
以上のように、通常動作に対して加速度成分が大きくなる溶接トーチの引き上げ動作等を行う場合には、通常動作で調整した衝突検出閾値よりも閾値を大きくすることで衝突誤検出を防ぐことができ、加速度成分が通常動作の状態に戻った場合には衝突検出閾値を通常動作で調整した衝突検出閾値に戻すことで通常動作時の衝突検出感度を低下させることなく衝突検出を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明のロボットの衝突検出方法は、ロボットの動作周波数が低い時の衝突検出感度を落とすことなく、動作周波数が減速機バネ成分の共振周波数に近付いた時の衝突誤検出を防ぐことができるので、溶接用途におけるアークスタート時のトーチ引き上げ動作や、トーチを振動させるウィービング動作等の多少振動が発生し軌跡精度が多少劣化しても速応性が求められる条件でも衝突誤検出を防ぐことが可能であり、産業上有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施の形態における衝突検出方法を示すブロック図
【図２】従来技術における衝突検出方法を示すブロック図（動力学演算方式）
【図３】ロボットの減速機のバネ成分を示す概略構成図
【図４】ロボットの減速機のバネ成分をモデル化したブロック線図
【図５】従来技術の形態における衝突判定を示す波形図
【図６】従来技術における衝突検出方法を示すブロック図（外乱オブザーバ方式）
【図７】ロボット減速機（ハーモニック減速機）のバネ定数を示すグラフ
【図８】本発明の実施の形態における衝突判定を示す波形図
【図９】本発明の実施の形態における衝突判定を示す波形図
【符号の説明】
【００６６】
１  位置指令の速度成分  ｄθｃｏｍ
２  モータ速度フィードバック  ωｍ
３  位置指令  θｃｏｍ
４  位置フィードバック  θｍ
５  位置比例ゲイン  ＫＰＰ
６  位置制御ブロック
７  速度ループ指令  ωｃｏｍ
８  速度比例ゲイン  ＫＰ
９  速度積分ゲイン  ＫＩ／ｓ
１０  速度制御ブロック
１１  モータ電流  Ｉｍ
１２  モータトルク定数  Ｋｔ
１３  モータ発生トルク  τｍ
１４  動力学トルク（重力トルク、慣性力、遠心力、コリオリ力の和）  τｄｙｎ
１５  動摩擦トルク  τμ
１６  衝突トルク  τｄｉｓ
１７  モータ伝達関数ブロック
１８  モータ及び外力を示すブロック
１９  モータトルク定数  Ｋｔ
２０  モータ伝達関数のインバース
２１  モータ回転方向判定ブロック
２２  モータ方向信号  ｓｇｎ
２３  動摩擦係数  Ｋμ
２４  動摩擦トルク推定値  τμｏ
２５  他軸モータ速度
２６  動力学トルク演算ブロック
２７  他軸動力学トルク推定値
２８  衝突トルク推定値  τｄｉｓｏ
２９  動力学トルク推定値  τｄｙｎｏ
３０  衝突トルク推定ブロック
３１  衝突判定ブロック
３２  微分要素
３３  位置指令の加速度成分  αｃｏｍ
３４  衝突検出閾値設定ブロック
３５  衝突検出閾値  τｖｔｈ
３６  衝突検出閾値増分  ｄτｔｈ
３７  衝突検出閾値保持時間  Ｔｄ
３８  加速度閾値  αｔｈ
３９  衝突検出閾値（固定値）  τｔｈ
４０  積分要素
４１  負荷回転速度  ωＬ
４２  減速比逆数  １／Ｒｇ
４３  減速比逆数  １／Ｒｇ
４４  モータ伝達関数
４５  負荷伝達関数
４６  バネ定数  ＫＳ
４７  減速機ねじれ角  θｓ
４８  積分要素
４９  自軸の慣性力と重力トルクを除いた動力学トルク  τｄｙｎ’
５０  重力トルク  τＧ
６１  外乱オブザーバブロック
６２  重力演算ブロック
６３  積分要素
６５  外乱トルクの和  （τｄｉｓ＋τｄｙｎ’＋τμ＋τＧ）ｏ
６６  衝突トルク推定値  （τｄｉｓ＋τｄｙｎ’）ｏ
６７  重力トルク推定値  τＧｏ
６８  他軸重力トルク推定値
６９  衝突トルク推定ブロック（外乱オブザーバ）
７１  モータ取り付けベース（アーム１）
７２  モータ
７３  減速機
７４  ベアリング
７５  モータ内ロータ
７６  減速機１次側
７７  減速機２次側
７８  減速機バネ
７９  負荷（アーム２）
８０  モータ回転軸
【図１】
2006116650.tif 000009
【図２】
2006116650.tif 000010
【図３】
2006116650.tif 000011
【図４】
2006116650.tif 000012
【図５】
2006116650.tif 000013
【図６】
2006116650.tif 000014
【図７】
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【図８】
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【図９】
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