(57)【要約】【課題】潤滑剤の劣化等による駆動装置の異常を検出できる駆動制御装置を提供する。【解決手段】マニピュレータ装置２００は、アーム１０１を駆動する駆動部１０９と、アーム１０１と駆動部１０９との間に接続され、グリースＧを含んだ粘性変化を持つ機構部１１０を備える。制御装置２１０は、駆動部１０９による機構部１１０の駆動情報を検出する駆動情報検出部２３６と、ある一定の電流制御時における駆動情報検出部２３６で検出した回転速度ωと、回転速度閾値を記録する記憶部２１５を備える。そして、記憶部２１５で記録した回転速度値と、所定時間駆動した後にある一定の電流制御時に駆動情報検出部２３６で検出した現在の回転速度値との差が回転速度閾値より大きい場合、異常を検出する。【選択図】図１８
2019101893.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動対象物を駆動する駆動部と、前記駆動対象物と前記駆動部との間に接続され、潤滑剤を含んだ粘性変化を持つ機構部と、を備えた駆動装置を制御する駆動制御装置において、
前記駆動部による前記機構部の駆動情報を検出する駆動情報検出部と、ある一定の電流制御時における前記駆動情報検出部で検出した回転速度値を記録する回転速度記録手段と、回転速度閾値を記憶する記憶手段とを備え、
前記回転速度記録手段で記録した回転速度値と、前記駆動対象物を所定時間駆動した後に前記ある一定の電流制御時に前記駆動情報検出部で検出した現在の回転速度値との差が前記回転速度閾値より大きい場合に、異常を検出することを特徴とする駆動制御装置。
【請求項２】
駆動対象物を駆動する駆動部と、前記駆動対象物と前記駆動部との間に接続され、潤滑剤を含んだ粘性変化を持つ機構部と、を備えた駆動装置を制御する駆動制御装置において、
前記駆動部に流れる電流を検出する電流検出部と、ある一定の回転速度制御時における前記電流検出部で検出した電流値を記録する電流記録手段と、電流閾値を記憶する記憶手段とを備え、
前記電流記録手段で記録した電流値と、前記駆動対象物を所定時間駆動した後に前記ある一定の回転速度制御時に前記電流検出部で検出した現在の電流値との差が前記電流閾値より大きい場合に、異常を検出することを特徴とする駆動制御装置。
【請求項３】
請求項１、又は２に記載の駆動制御装置において、
前記異常は、前記駆動部と前記機構部とに関する粘性摩擦係数の変化により正常な駆動制御が維持できなくなる異常であることを特徴とする駆動制御装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一に記載の駆動制御装置において、
前記駆動部による前記機構部の駆動情報を検出する駆動情報検出部と、前記駆動部に流れる電流を検出する電流検出部と、前記機構部に加わる負荷外乱を前記電流検出部で検出された電流と前記駆動情報検出部で検出された駆動情報とに基づいて推定する外乱推定部と、前記駆動部への駆動指令を、前記外乱推定部により推定された前記負荷外乱に含まれる当該駆動部と前記機構部とに関する粘性摩擦係数、及び前記駆動情報検出部により検出された前記駆動情報に基づいて制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記外乱推定部による前記負荷外乱の推定時に前記粘性摩擦係数の値を前記駆動部による前記機構部の駆動開始後から予め決められた値に漸近し、且つ前記駆動情報の変化に応じて異なる値に漸近するように設定することを特徴とする駆動制御装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一に記載の駆動制御装置において、
前記異常を検出したときに前記駆動部の回転速度の目標値、又は前記駆動部に流す電流の最大値を変更することを特徴とする駆動制御装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一に記載の駆動制御装置において、
前記異常を検出したときに前記駆動装置の駆動を停止することを特徴とする駆動制御装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一に記載の駆動制御装置において、
前記異常を検出したときに異常を通知する通知手段を備えたことを特徴とする駆動制御装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一に記載の駆動制御装置において、
前記記憶手段に記憶する電流閾値又は回転速度閾値を入力する入力手段を備え、
前記記憶手段に記憶した前記電流閾値又は前記回転速度閾値は切り替え可能であることを特徴とする駆動制御装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一に記載の駆動制御装置において、
前記記憶手段に記憶する電流閾値又は回転速度閾値は、複数設定可能であり、閾値ごとに異常を検出したときの処理を設定できることを特徴とする駆動制御装置。
【請求項１０】
駆動対象物を駆動する駆動部と、前記駆動対象物と前記駆動部との間に接続され、潤滑剤を含んだ粘性変化を持つ機構部と、前記駆動部の駆動を制御する駆動制御手段と、を備えた駆動装置において、
前記駆動制御手段として、請求項１乃至９のいずれか一に記載の駆動制御装置を備えたことを特徴とする駆動装置。
【請求項１１】
駆動対象物を駆動する駆動部と、前記駆動対象物と前記駆動部との間に接続され、潤滑剤を含んだ粘性変化を持つ機構部と、前記駆動部の駆動を制御する駆動制御手段と、を備えた駆動装置の駆動により動く、前記駆動対象物の動作をアシストするアシスト動作を制御するアシスト制御装置において、
前記駆動制御手段として、請求項１乃至９のいずれか一に記載の駆動制御装置を備えたことを特徴とするアシスト制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動制御装置、駆動装置、及びアシスト制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、駆動対象物を駆動する駆動部と、駆動対象物と駆動部との間に接続され、グリース等の潤滑剤を含んだ粘性変化を持つ機構部とを備えた駆動装置を制御する駆動制御装置が知られている。
そして、上述したような駆動制御装置として、駆動部や機構部に含んだ要素の経時劣化等による駆動装置の異常（状態）を検出するものも知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、駆動部に永久磁石を有する回転機と、回転機に負荷トルクを付与するトルク付与処理手段とを備え、次のようにして、駆動部に有した永久磁石の劣化等による駆動装置の異常を検出（減磁の有無を判断）する駆動制御装置が記載されている。
回転機に負荷トルクが付与される状況下、回転機の回転速度をその目標値にフィードバック制御するために要求される操作量について、その実際の値と、負荷トルクに応じた基準値とのずれに基づき、永久磁石の磁束の減少の有無を判断するものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の駆動制御装置では、潤滑剤の劣化等による駆動装置の異常を検出できないという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、駆動対象物を駆動する駆動部と、前記駆動対象物と前記駆動部との間に接続され、潤滑剤を含んだ粘性変化を持つ機構部と、を備えた駆動装置を制御する駆動制御装置において、前記駆動部による前記機構部の駆動情報を検出する駆動情報検出部と、ある一定の電流制御時における前記駆動情報検出部で検出した回転速度値を記録する回転速度記録手段と、回転速度閾値を記憶する記憶手段とを備え、前記回転速度記録手段で記録した回転速度値と、前記駆動対象物を所定時間駆動した後に前記ある一定の電流制御時に前記駆動情報検出部で検出した現在の回転速度値との差が前記回転速度閾値より大きい場合に、異常を検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、潤滑剤の劣化等による駆動装置の異常を検出できる駆動制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】一実施形態に係る駆動制御装置を備えたマニピュレータ装置の一例の概略構成図。
【図２】マニピュレータ装置に有したモータと減速機とアームとの接続状態を模式的に示した説明図。
【図３】図１に示すマニピュレータ装置の細部構成を周辺装置も含めて示したブロック図。
【図４】マニピュレータ装置に備えられる入力部の外観構成を示した概略図。
【図５】外乱推定部を外乱トルク推定部とした場合の回路構成を例示した説明図。
【図６】図５（ｂ）に示す外乱トルク推定部で得られた外乱トルク推定値を用いてトルク制御を行う場合のトルク制御回路の構成例を示したブロック図。
【図７】図６に示すトルク制御回路を用いてアシスト制御を行うイメージの模式図。
【図８】図６に示すトルク制御回路を用いてアシスト制御を行う場合の制御に係るフロー図。
【図９】図５（ｂ）を元にした外乱トルク推定の制御ブロック図。
【図１０】図９に示す外乱トルク推定部を適用した場合の回転速度に対する粘性摩擦係数及び摩擦力との関係を示した特性図。
【図１１】図９に示す外乱トルク推定部を適用した場合のモータに対する駆動時間に対応して回転速度を変化させて粘性摩擦係数を補正する場合の特性パラメータを回転量と対比させて示した図。
【図１２】図１１のように急激に変化するグラフを一次関数で近似した場合の図。
【図１３】回転速度を駆動途中で変化させた場合の粘性摩擦係数の変化を示した図。
【図１４】図１３（ａ）において、回転速度ω１で駆動開始してから十分時間が経過して粘性摩擦係数の値がＣ１に漸近する前に回転速度を変化させた場合のグラフ。
【図１５】駆動制御部による駆動・検出部及び駆動部のモータによる機構部の減速機への駆動後の駆動時間に基づく粘性摩擦係数補正制御の動作処理に係るフロー図。
【図１６】駆動制御部による駆動・検出部及び駆動部のモータによる機構部の減速機への駆動後の回転量に基づく粘性摩擦係数補正制御の動作処理に係るフロー図。
【図１７】粘性摩擦係数の変化の検出するときに用いる複数の閾値と、各々に対応する対処動作を示した表。
【図１８】粘性摩擦係数の推定精度が低下したことを、回転速度の変化により検出し対処する方法に係るフロー図。
【図１９】粘性摩擦係数の推定精度が低下したことを、電流の変化により検出し対処する方法に係るフロー図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明を適用した駆動制御装置、及びアシスト制御装置により制御される駆動装置としてのマニピュレータ装置２００の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本実施形態に係る駆動制御装置を備えたマニピュレータ装置２００の一例の概略構成図である。図１（ａ）は駆動制御装置を備えたマニピュレータ装置２００本体と駆動対象のマニピュレータ並びに周辺装置との接続構成に係るブロック図、図１（ｂ）はマニピュレータ装置２００の外観を側面方向から示した図である。
【０００９】
図１（ａ）、図１（ｂ）に示すマニピュレータ装置２００は、１自由度を持つマニピュレータを駆動するマニピュレータ駆動装置である。
このマニピュレータ装置２００は、一端側が手の役割を持つアーム１０１の他端部の根元部分がベース板からなる土台１０８に取付け固定された基部１０２との間で軸支された関節となっている。
また、関節部分の軸心を駆動中心１０３としてアーム１０１が回転可能な１自由度を持つ駆動対象のマニピュレータとして機構部１１０である減速機１０６に結合されている。また、マニピュレータ装置２００本体に備えられる駆動制御装置で、機構部１１０（減速機１０６）に接続された駆動部１０９のモータ１０５の駆動を制御するように構成される。
【００１０】
そして、アーム１０１の駆動中心１０３は、減速機１０６に接続され、モータ１０５からの動力によって回転駆動される。これにより、減速機１０６に接続されたモータ１０５の動力が伝達されてアーム１０１が駆動中心１０３に対して回転駆動する。
モータ１０５には、その回転量を計測可能なモータ用エンコーダ（ＥＮＣ）１０４が取付けられている。
【００１１】
基部１０２は、機構部１１０、駆動部１０９、及びマニピュレータのアーム１０１とを支持する支持部として機能する。マニピュレータ自体は、減速機１０６とモータ用エンコーダ１０４が取付けられたモータ１０５とがアーム１０１に固定され、駆動中心１０３が基部１０２に固定される構造となる。
その他、マニピュレータ装置２００本体には、後述する入力部となる外部接続装置１０７が接続されている。
【００１２】
上述したマニピュレータ装置２００におけるマニピュレータの機構部１１０は、潤滑剤を含む粘性変化を持つ場合を想定している。因みに、ここでは制御対象をマニピュレータ装置２００とし、駆動象物をマニピュレータのアーム１０１としとしたが、その他にグリース等の潤滑剤を含む波動歯車装置や工作機器等を制御対象とし、その可動部を駆動対象とする構成に適用することも可能である。こうした場合、駆動部１０９のモータ１０５は、それ以外の流体機械や熱機関を含む広義な意味での原動機を用いることが可能である。
【００１３】
ここで、モータ１０５と減速機１０６とアーム１０１との接続状態を模式的に示した図２を用いて説明しておく。
図２は、マニピュレータ装置２００に有したモータ１０５と減速機１０６とアーム１０１との接続状態を模式的に示した説明図である。
図２に示すように、モータ１０５の出力軸の駆動中心１０３には減速機１０６としての第一ギア１０６ａが接続される。第一ギア１０６ａには第二ギア１０６ｂ、第三ギア１０６ｃがこの順に接続され、第三ギア１０６ｃにアーム１０１の回転軸が接続される。
この図２では、モータ１０５の出力軸とアーム１０１の回転軸を異なる位置に記載しているが、減速機１０６として遊星歯車機構を用いる場合には、アーム１０１の回転軸の軸心は、モータ１０５の出力軸の駆動中心１０３と同軸上に配置されることとなる。
そして、このマニピュレータの機構部１１０は、減速機１０６の各ギアが噛み合う箇所に潤滑剤としてのグリースＧが塗られており、粘性変化を持つものとなっている。
【００１４】
次に、マニピュレータ装置２００の細部構成や、これに接続される周辺装置について、ブロック図を用いて説明する。
図３は、図１に示すマニピュレータ装置２００の細部構成を周辺装置も含めて示したブロック図である。
【００１５】
図３に示すように、マニピュレータ装置２００は、マニピュレータ本体２０１、電源２９１、及びホストコントローラ２８１とからなる。
つまり、マニピュレータ本体２０１に対して接続される周辺装置としては、上述した外部接続装置１０７として電源２９１とホストコントローラ２８１とが接続されている。
マニピュレータ動作に画像情報が必要な場合には、更にホストコントローラ２８１に対して画像入力装置２７１が接続される。ここで、マニピュレータ装置２００の構成は変更可能であり、マニピュレータ本体２０１、ホストコントローラ２８１、電源２９１を別体として構成する外に、これらの全てをマニピュレータ本体２０１内に実装したスタンドアロン式の構成とすることもできる。
【００１６】
マニピュレータ本体２０１は、駆動部１０９のモータ１０５に対する駆動指令を駆動・検出部２３０のモータドライバ２３５を介して行う制御装置２１０を備える。
この制御装置２１０には、中央演算処理装置であるＣＰＵ２１１を備えている。そして、制御装置２１０内の通信制御部２１２がホストコントローラ２８１と通信網２８２で接続され、ホストコントローラ２８１から通信網２８２及び通信制御部２１２を経由して制御装置２１０内の駆動制御部２１４に各種情報が伝送される。
この各種情報は、動作モード情報、駆動制御に必要な各種パラメータ、マニピュレータの目標移動位置情報等である。
【００１７】
制御装置２１０には、各種センサ２２０や各種スイッチ２２１の信号が入力される。また、例えば制御装置２１０に接続可能な入力部２３９から動作モードを入力して設定することもできる。このとき、これらの信号情報に基づいてマニピュレータに対する緊急停止等の軌道停止動作が駆動制御部２１４の動作指令によって行われる。更に、制御装置２１０にはクロック２２３が入力端子及び出力端子で接続され、クロック信号が取り込まれるようになっている。
【００１８】
加えて、制御装置２１０内には、動作プログラムやマニピュレータの動作制御に必要な情報を書き換え可能に格納するための各種メモリ機能を持つ記憶部（記憶手段）２１５やカウント計数用のタイマー２１３が搭載されている。
これらに接続された駆動制御部２１４は、マニピュレータの動作制御として、駆動・検出部２３０のモータドライバ２３５による駆動部１０９のモータ１０５への駆動指令を出力する。このとき、駆動制御部２１４は、外乱トルク推定部２３８により推定された負荷外乱に含まれるモータ１０５と減速機１０６とに関する粘性摩擦係数の変化（粘性変化）に基づいて、駆動指令の出力を制御する。
即ち、マニピュレータの関節は、駆動制御部２１４から駆動指令を受けた駆動・検出部２３０のモータドライバ２３５がドライブすることによって、駆動部１０９のモータ１０５を駆動することで行われる。図２では、駆動部１０９のモータ１０５にモータ用エンコーダ１０４が付設されて構成され、駆動・検出部２３０内に含まれる形態として示している。
【００１９】
駆動部１０９のモータ１０５の駆動情報は、モータ１０５に付設されたモータ用エンコーダ１０４からの信号として駆動・検出部２３０の駆動情報検出部２３６に入力される。駆動情報検出部２３６は、モータ用エンコーダ１０４からの信号を移動量、移動速度、移動加速度といった駆動情報に変換する。
また、駆動部１０９のモータ１０５に流れる電流は駆動・検出部２３０の電流検出部２３４によって駆動・検出部２３０内で検出される。
【００２０】
これらの駆動情報検出部２３６で検出された駆動情報、及び電流検出部２３４で検出された電流は、制御装置２１０内の外乱トルク推定部２３８に入力される。外乱トルク推定部２３８は、入力された駆動情報、及び電流に基づいて駆動部１０９のモータ１０５に加わる負荷外乱を推定して駆動制御部２１４に送出する（入力される）。
また、入力部２３９にて動作プロファイルをプログラム入力可能であり、入力したプログラムは制御装置２１０に入力される。
【００２１】
駆動制御部２１４では、駆動情報検出部２３６で検出された駆動情報、外乱トルク推定部２３８で推定された負荷外乱値、並びに入力部２３９等で設定された動作モードや動作プロファイルに基づいて目標指令値を生成する。このとき、駆動制御部２１４は、目標指令値に沿った駆動となるように、駆動・検出部２３０のモータドライバ２３５に駆動指令を送出し、駆動部１０９のモータ１０５をフィードバック制御で駆動する。この結果、図１に示したモータ１０５が目標指令値に沿うように回転制御される。外乱トルク推定部２３８により推定される負荷外乱には、機構部１１０の減速機１０６と、駆動部１０９のモータ１０５とに関する粘性変化（粘性摩擦係数の変化）が含まれる。
【００２２】
駆動部１０９は、駆動・検出部２３０の駆動情報検出部２３６、電流検出部２３４、及びモータドライバ２３５に接続される。駆動情報検出部２３６は、駆動・検出部２３０内のモータドライバ２３５による駆動部１０９のモータ１０５の駆動情報を検出する。電流検出部２３４は、駆動・検出部２３０内でモータドライバ２３５に流れる電流を検出する。
また、記憶部２１５は、各種検出部で検出した電流値、回転速度の情報、及び駆動に必要な情報を記憶する。
【００２３】
次に、マニピュレータ装置２００（マニピュレータ本体２０１）に備えられる入力部２３９について説明する。
図４は、マニピュレータ装置２００に備えられる入力部２３９の外観構成を示した概略図である。
【００２４】
図４を参照すれば、入力部２３９は、ユーザーによるマニピュレータの操作用又は動作プロファイルの作成用とされるタッチパネル２３９ａと、動作プロファイルの作成用のテンキー２３９ｂと、を備える。また、その他にマニピュレータの動作開始用の実行ボタン２３９ｃと、電源オン用の電源ボタン２３９ｄと、マニピュレータの動作を緊急に停止するための緊急停止ボタン２３９ｅと、を備えている。
【００２５】
入力部２３９をユーザーが使用する場合、電源ボタン２３９ｄをオンにすると、タッチパネル２３９ａが表示され、その表示内容にしたがってマニピュレータの操作が可能となる。
そして、ユーザーはタッチパネル２３９ａやテンキー２３９ｂを用いて動作プロファイルを作成した後、実行ボタン２３９ｃによりマニピュレータの動作を開始する。
また、マニピュレータに異常が発生した場合には、タッチパネル２３９ａにてそのことを通知（表示）する。
【００２６】
次に、上述したマニピュレータ本体２０１に備えられる外乱トルク推定部２３８を外乱トルク推定部とした場合について説明する。
図５は、外乱トルク推定部２３８を外乱トルク推定部とした場合の回路構成を例示した説明図であり、図５（ａ）がローパスフィルタ４０５を用いない回路構成図の例、図５（ｂ）がローパスフィルタ４０５で擬似微分を用いる回路構成図の例である。
【００２７】
図５（ａ）に示される外乱トルク推定部は、実機部４０４に対する外乱トルク推定部４０３Ａがローパスフィルタを持たない（用いない）場合に該当する。これに対し、図５（ｂ）に示される外乱トルク推定部は、実機部４０４に対する外乱トルク推定部４０３Ｂが擬似微分用のローパスフィルタ４０５を持つ（用いる）場合に該当する。いずれの外乱トルク推定部についても、実機部４０４は通常、減速機１０６を含めると２慣性系のブロック図になるが、ここでは１慣性系と捉えて簡略化して示している。また、入力は電流で出力はモータ軸の回転量（角度）θや回転速度（角速度）ωを表したブロック図であり、Ｊ（慣性モーメント）は機構や減速機の慣性モーメントをモータ軸に換算した値を使用する。
【００２８】
図５（ａ）と図５（ｂ）に共通する実機部４０４の重力項付加部４０１はモータ１０５に接続されている機構部により力が異なるため、それぞれの機構部で回転量（出力角度）に対する関数が決定される。また、粘性摩擦係数４０２は、モータ１０５と減速機１０６及び機構部１１０とに含まれる粘性摩擦係数である。
一方、図５（ａ）の外乱トルク推定部４０３Ａと外乱トルク推定部４０３Ｂでは、いずれも外乱オブザーバを用いて外乱トルクを推定している。
また、実機部４０４及び外乱トルク推定部４０３Ａ、４０３Ｂで使われる各種パラメータ（トルク定数Ｋｔ、慣性モーメントＪ、粘性摩擦係数Ｃ等）には誤差が含まれているため、パラメータを同定して値を合わせる必要がある。例えば実験データを用いて統計処理上での重回帰分析を行ったり、或いは周波数応答解析を行ったりしてパラメータの同定を行うことが挙げられる。
【００２９】
次に、外乱トルク推定を用いたトルク制御及びアシスト制御方法について説明する。
図６は、図５（ｂ）に示す外乱トルク推定部で得られた外乱トルク推定値を用いてトルク制御を行う場合のトルク制御回路の構成例を示したブロック図である。
【００３０】
図６に示すように、このトルク制御回路は、図５（ｂ）の外乱トルク推定部で検出した外乱トルク推定値をフィードバックし、トルク指令値と比較してＰＩＤ制御器５０１で演算を行い、電流ドライバ５０２でモータ１０５へ電流を流す。このようにモータ１０５へ電流を流すことで、トルク指令値に追従したトルク制御を行うことができる。
このトルク制御回路では、重力補償などの動力学的補償を行っていないが、摩擦補償や重力補償、慣性力などの補償をすることで、より追従性が良い制御を行うことができる。
【００３１】
図７は、図６に示すトルク制御回路を用いてアシスト制御を行うイメージの模式図である。そして、図７（ａ）はマニピュレータ５０３の操作状態推移に対比される位置変化に対する力の変化の関係で示される動作に必要な力の特性図、図７（ｂ）は外力の操作力に対する操作力指令値の関係を示した図である。
【００３２】
図７（ａ）に示すように、図６に示したトルク制御回路でアシスト制御を行うとき、マニピュレータ５０３を或る位置Ｐから他の位置Ｐ’へ操作して移動させる際、トルク指令値として操作力の目標値を設定する。このように設定することで、動作に必要な力の一部をモータ出力（アシスト力）が補ってくれるため、一定の外力での操作（目標値に追従した操作）が可能となる。
また、操作力指令値の目標値としては、図７（ａ）に示すように外力の操作力の変化−Ｆ１〜Ｆ１の区間のように外力の操作力の目標値Ｆに対して不感帯を持つようなプロファイルを持たせることで突然動作することや発振を抑制でき、安定した動作が可能となる。
【００３３】
次に、図６に示したトルク制御回路を用いてアシスト制御を行う場合の制御フローの一例を説明する。
図８は、図６に示したトルク制御回路を用いてアシスト制御を行う場合の制御に係るフロー図である。
【００３４】
アシスト制御を行う場合の制御フローとしては、マニピュレータ５０３の位置や速度の変化や外力の変化から操作の有無を判断してアシスト制御を開始し、外力（操作力）と比較を行って操作力が目標値になるようモータ１０５を制御することでアシスト動作を行う。
具体的には、図８に示すように、アシスト制御に係る動作処理では、まずトルク指令となる操作力目標値設定（ステップ１０１）を行ってからマニピュレータ５０３の位置を関節角により検出（ステップ１０２）する。この後、駆動制御部２１４はマニピュレータ５０３の外力の操作力を検出（ステップ１０３）する。
次に、検出結果に基づいて操作有りか否かの判定（ステップ１０４）を行う。この判定の結果、操作が無ければ（ステップ１０４のＮＯ）、マニピュレータ５０３の位置を関節角により検出（ステップ１０２）する処理の前に戻ってそれ以降の処理を繰り返す。これに対し、操作が有れば（ステップ１０４のＹＥＳ）、アシスト制御を開始する。
【００３５】
アシスト制御が開始されると、駆動制御部２１４は初期的に設定されたマニピュレータ５０３の操作力目標値を検出結果に基づいて操作目標値誤差検出（ステップ１０５）を行ってからモータ１０５のトルク出力値を算出（ステップ１０６）する。その後、駆動制御部２１４は算出されたトルク出力値でモータ駆動（ステップ１０７）してから再度マニピュレータ５０３の位置を関節角により検出（ステップ１０８）した後、マニピュレータ５０３の外力の操作力を検出（ステップ１０９）する。
【００３６】
更に、検出結果に基づいて操作有りか否かの判定（ステップ１１０）を行う。この判定の結果、操作が有れば（ステップ１１０のＹＥＳ）、操作目標値誤差検出（ステップ１０５）する処理の前に戻ってそれ以降の処理を繰り返す。これに対し、操作が無ければ（ステップ１１０のＮＯ）、アシスト制御を終了する。このような制御フローを採用することで、アシスト制御の動作を精度良く行わせることができる。
【００３７】
次に、本実施形態における粘性摩擦係数の補正方法について説明する。
図９は、図５（ｂ）を元にした外乱トルク推定の制御ブロック図である。
図９に示すように、グリース等の潤滑剤を含む機構では、粘性摩擦係数Ｃ６０１が駆動時間ｔ及び回転速度（角速度）ωによって変化する。このことを考慮し、トルク推定部４０３Ｂで用いる粘性摩擦係数Ｃ＾６０２は、予め取得しておいた駆動時間ｔ及び回転速度（角速度）ωに応じたデータ値を用いる。
そのデータとしては、一定の回転速度ωで駆動したとき及び回転速度ωを途中で変化させたときの粘性摩擦係数Ｃｘの値の駆動時間ｔの変化を複数の回転速度ωとの組合せで取得しておく。そして、それらのデータに基づいて駆動時間ｔ、回転速度ωに対する粘性摩擦係数Ｃｘの値を関数化、もしくは複数のテーブルとして実装することで精度の高いトルク推定が行える。
【００３８】
また、上述したデータは個体毎に異なることが多いため、個体毎に取得することが望ましい。粘性摩擦係数Ｃｘの補正方法として、外乱トルク推定の図５（ｂ）を元に図９に示す回路構成を例示して説明したが、本実施形態の本質は駆動時間ｔと回転速度ωに対する粘性摩擦係数の補正方法である。このため、電流値の多項式から推定する方法、電流と電圧、磁束から推定する方法など、図９に示した制御ブロック図を用いて説明した方法に限らず適用できる。また、トルク推定をせず、摩擦補償をする場合であっても、上述した粘性摩擦係数Ｃｘの補正方法は有効である。
【００３９】
ここで、図を用いて、駆動時間ｔと回転速度ωに対する粘性摩擦係数の変化について説明しておく。
図１０は、図９に示す外乱トルク推定部を適用した場合の回転速度ωに対する粘性摩擦係数Ｃ及び摩擦力ｆとの関係を示した特性図であり、図１０（ａ）は回転速度ωに対する粘性摩擦係数Ｃの特性図、図１０（ｂ）は回転速度ωに対する摩擦力ｆの特性図である。図１１は、図９に示す外乱トルク推定部を適用した場合のモータ１０５に対する駆動時間ｔに対応して回転速度ωを変化させて粘性摩擦係数Ｃを補正する場合の特性パラメータを回転量（移動回転距離）と対比させて示した図である。
但し、以下も同様であるように、こうした特性や関数はいずれも実験による測定、シミュレーション、論理計算等の様々な方法で決定することができるので、予め取得した上で記憶部２１５に不気発生メモリに記憶されているものとする。
【００４０】
図１０に示すように、機構部１１０への駆動をオンにして駆動開始すると粘性摩擦係数Ｃは変化し始め、回転速度が速いほど粘性摩擦係数Ｃは低くなる。そして、図１１示すように、駆動時間がｔ０→ｔ１→ｔ∞へと経つほど、又は回転量が大きくなるほど粘性摩擦係数Ｃは低下する。
回転速度ωと摩擦力ｆの関係は図１０（ｂ）に示すようになり、回転速度ωが速くなると粘性摩擦係数Ｃが低下するので、回転速度ωに対して摩擦力ｆは比例せず、傾きが小さくなるような形になる。
図１０（ａ）、図１１では回転速度ω、駆動時間ｔに対して急激に粘性摩擦係数Ｃが下がるようなグラフをとしているが、潤滑剤として用いるグリースの種類等によっても異なるため、グラフの例に限らず実測を元に決定すれば良い。変化の仕方は駆動時間ｔ及び回転速度ωに対して、指数関数、多項式関数、比例、などで表される。また、それら変化の仕方に応じて区間に分けて式を変更しても良い。
【００４１】
図１２は、図１１のように急激に変化するグラフを一次関数で近似した場合の図であり、図１２（ａ）は全体を、図１２（ｂ）は区間を分けて一次関数で近似したものである。
データが多いときは、図１２（ａ）、図１２（ｂ）に示すように、一次関数で近似した関数やテーブルを持たせることで、制御機器内部における演算処理を少なくしたり、使用するメモリ量を減らしたりできる。
【００４２】
図１３は、回転速度ωを駆動途中で変化させた場合の粘性摩擦係数Ｃの変化を示した図であり、図１３（ａ）は速度が遅くなった場合、図１３（ｂ）は速度が速くなった場合を示している。
上述したように、回転速度ωが速い方が粘性摩擦係数Ｃは小さくなるので、図１３（ａ）だと粘性摩擦係数Ｃが高くなり、図１３（ｂ）は粘性摩擦係数が小さくなる。漸近する粘性摩擦係数Ｃの値Ｃ３，Ｃ４は、それぞれ最初からω３，ω４で駆動した場合に漸近する値と同じである。
時間を基準にする場合はそれぞれの回転速度ωの駆動時間ｔ、回転量（移動回転距離）を基準にする場合はそれぞれの回転速度ωでの回転量に対して粘性摩擦係数Ｃが変化するようにする。
【００４３】
図１４は、図１３（ａ）において、回転速度ω１で駆動開始してから十分時間が経過して粘性摩擦係数Ｃの値がＣ１に漸近する前に回転速度ωを変化させた場合のグラフである。
図１４に示すように、回転速度ωの切り替え時における粘性摩擦係数Ｃが、回転速度パターンＡにおいてはＣ４より小さい場合、回転速度パターンＢにおいてはＣ４より大きい場合を示している。しかし、回転速度パターンＡ，Ｂのどちらの場合であっても粘性摩擦係数Ｃの値はＣ４に漸近するように変化する。
【００４４】
次に、図を用いて粘性摩擦係数補正方法の制御フローについて説明する。
図１５は、駆動制御部２１４による駆動・検出部２３０及び駆動部１０９のモータ１０５による機構部１１０の減速機１０６への駆動後の駆動時間ｔに基づく粘性摩擦係数補正制御の動作処理に係るフロー図である。図１６は、駆動制御部２１４による駆動・検出部２３０及び駆動部１０９のモータ１０５による減速機１０６の駆動後の回転量（移動回転距離）に基づく粘性摩擦係数補正制御の動作処理に係るフロー図である。
これらの動作処理では、予め取得しておいたデータから関数やテーブルを用意しておき、駆動開始から一定時間ごとに駆動中の駆動時間ｔ及び回転速度ω（又は駆動中の回転量と回転速度）に基づいて粘性摩擦係数Ｃを更新する。また、粘性摩擦係数Ｃの変化は数ミリ秒単位の変化ではなく数秒、数十秒単位での変化であることが多いため、演算処理を考えると図１５に示す制御フロー図のように一定時間の間隔をあけた処理が望ましいが、逐次値を更新するようにしても良い。
【００４５】
図１５に示すように、駆動後の駆動時間ｔに基づく場合は、駆動制御部２１４では、まずテーブル形式で記憶部２１５に格納された粘性摩擦係数Ｃのデータを読み込んで取得する粘性摩擦係数データ取得（ステップ２０１）の処理を行う。次に、入力部２３９の操作等で駆動部１０９のモータ１０５への駆動が指示されているかを確認して駆動開始か否かの判定（ステップ２０２）を行う。この判定の結果、駆動開始されていなければ（ステップ２０２のＮＯ）、この判定（ステップ２０２）の前に戻って処理を繰り返すようにして待機する。これに対し、駆動開始されていれば（ステップ２０２のＹＥＳ）、駆動部１０９のモータ１０５による機構部１１０の減速機１０６の駆動時間ｔの計測を開始する駆動時間計測スタート（ステップ２０３）の処理を行う。更に、駆動制御部２１４は、駆動時間ｔを取得する駆動時間取得（ステップ２０４）の処理を行う。
【００４６】
この後、駆動制御部２１４は、一定時間経過したか否かの判定（ステップ２０５）を行う。この判定の結果、一定時間経過していなければ（ステップ２０５のＮＯ）、駆動時間取得（ステップ２０４）の処理の前に戻ってそれ以降の処理を繰り返す。これに対し、一定時間経過していれば（ステップ２０５のＹＥＳ）、駆動部１０９のモータ用エンコーダ１０４から駆動情報検出部２３６で検出されたモータ１０５の回転速度ωを検出する回転速度検出（ステップ２０６）の処理を行う。更に、駆動制御部２１４は、取得した駆動時間ｔと検出した回転速度ωから粘性摩擦係数Ｃを更新（ステップ２０７）する処理を行う。最後に、駆動制御部２１４は、入力部２３９の操作等で駆動部１０９のモータ１０５による機構部１１０の減速機１０６の駆動終了が指示されているかを確認して駆動終了か否かの判定（ステップ２０８）を行う。この判定の結果、駆動終了でなければ（ステップ２０８のＮＯ）、駆動時間取得（ステップ２０４）の処理の前に戻ってそれ以降の処理を繰り返す。これに対し、駆動終了であれば（ステップ２０８のＹＥＳ）、動作処理を終了する。
【００４７】
ここで、図１６のフロー図に示す流れは、図１５を用いて説明した粘性摩擦係数データ取得（図１５のステップ２０１、図１６のステップ３０１）から回転速度検出（図１６のステップ２０６、図１６のステップ３０６）までの処理が共通している。このため、これらの処理プロセス分の説明は省略する。
図１６のフロー図に示した流れでは、回転速度検出（ステップ３０６）の処理の後、駆動制御部２１４は回転量（移動回転距離）を算出する回転量算出（ステップ３０７）の処理を行う。更に、駆動制御部２１４は算出された回転量と検出した回転速度ωから粘性摩擦係数Ｃを更新（ステップ３０８）する処理を行う。最後に、駆動制御部２１４は、入力部２３９の操作等で駆動部１０９のモータ１０５への駆動終了が指示されているかを確認して駆動終了か否かの判定（ステップ３０９）を行う。この判定の結果、駆動終了でなければ（ステップ３０９のＮＯ）、駆動時間取得（ステップ３０４）の処理の前に戻ってそれ以降の処理を繰り返す。これに対し、駆動終了であれば（ステップ３０９のＹＥＳ）、動作処理を終了する。
【００４８】
次に、本実施形態の最大の特徴である粘性摩擦係数Ｃの変化、より具体的には粘性摩擦係数Ｃの推定精度の低下の検出方法について説明する。
図１７は、粘性摩擦係数Ｃの変化の検出するときに用いる複数の閾値と、各々に対応する対処動作を示した表であり、図１７（ａ）が複数の回転速度閾値を用いる場合、図１７（ｂ）が複数の電流閾値を用いる場合を示している。図１８は、粘性摩擦係数Ｃの推定精度が低下したことを、回転速度[ｒ／ｍｉｎ]の変化により検出し対処する方法に係るフロー図である。図１９は、粘性摩擦係数Ｃの推定精度が低下したことを、電流[ｍＡ]の変化により検出し対処する方法に係るフロー図である。
ここで、図１７（ａ）、（ｂ）に示す回転速度閾値及び電流閾値の情報は、例えば制御装置２１０（ＣＰＵ２１１）内に設けられた記憶部２１５に記憶されている。
【００４９】
ここで、本実施形態の制御装置２１０のようにグリース等の潤滑剤を含んだ粘性変化を持つ機構部を備えた駆動装置を制御する従来の駆動制御装置では、潤滑剤の劣化等による駆動装置の異常が生じても、その異常を適切に検出することができなかった。
また、潤滑剤を含んだ粘性変化を持つ機構部を備えた駆動装置を制御する駆動制御装置では、駆動部と機構部とに関する粘性摩擦係数を推定して駆動装置の制御を行う。しかし、従来の駆動制御装置では粘性摩擦係数の推定精度が低下して許容範囲を逸脱してしまい、正常な駆動制御を維持できなくなる異常が生じても、その異常を適切に検出することができなかった。
そこで、発明者らは、潤滑剤の劣化等による駆動装置の異常や、粘性摩擦係数の推定精度が低下して許容範囲を逸脱し、正常な駆動制御を維持できなくなる異常が生じた場合、その異常を適切に検出できないか検討を行って、以下に説明するような方法を見出した。
【００５０】
（回転速度閾値を用いる場合）
回転速度[ｒ／ｍｉｎ]の変化で粘性摩擦係数Ｃの推定精度が低下したことを検出する手順について図１８のフロー図を用いて説明する。
まず、例えば図１７（ａ）の表に示すように複数の回転速度の閾値[ｒ／ｍｉｎ]を設定した後（ステップ４０１）、各々の閾値に対応する対処動作を設定する（ステップ４０２）。そして、潤滑剤としてのグリースＧの劣化前に、ある特定の電流値［ｍＡ］でマニピュレータ（駆動部１０９のモータ１０５）を駆動させ（ステップ４０３）、そのときのモータ１０５の回転速度の値[ｒ／ｍｉｎ]を記録しておく（ステップ４０４）。
その後、一定時間（所定時間）だけモータ１０５を駆動した後、つまりモータ１０５の駆動開始から一定時間経過した後、記録時と同一の電流値でマニピュレータ駆動を行う（ステップ４０５）。そして、このときのモータ１０５の回転速度を計測して現在値として取得し（ステップ４０６）、記録しておいた回転速度の値との差を計算する（ステップ４０７）。
【００５１】
そして、計算した回転速度の差が、最も小さい閾値（以下、閾値１という。）よりも大きいか否かの判断を行う（ステップ４０８）。その結果、閾値１よりも小さい場合は（ステップ４０８のＮＯ）、駆動装置としてのマニピュレータ装置２００は正常であると判断する。そして、マニピュレータ装置２００の駆動を一定時間だけ継続した後、記録時と同一の電流値でマニピュレータ駆動（ステップ４０５）する処理の前に戻ってそれ以降の処理を繰り返す。
一方、計算した回転速度の差が、閾値１よりも大きい場合（ステップ４０８のＹＥＳ）、次に小さい閾値（以下、閾値２という。）よりも大きいか否かの判断を行う（ステップ４０９）。
【００５２】
その結果、閾値２よりも小さい場合は（ステップ４０９のＮＯ）、マニピュレータ装置２００が異常であると判断し、閾値１に対応する対処動作（以下、対処１という。）として異常を通知する（ステップ４１０）。その後、マニピュレータ装置２００の駆動を一定時間だけ継続した後、記録時と同一の電流値でマニピュレータ駆動（ステップ４０５）する処理の前に戻ってそれ以降の処理を繰り返す。
一方、計算した回転速度の差が、閾値２よりも大きい場合（ステップ４０９のＹＥＳ）、次に小さい閾値（以下、閾値３という。）よりも大きいか否かの判断を行う（ステップ４１１）。
【００５３】
その結果、閾値３よりも小さい場合は（ステップ４１１のＮＯ）、マニピュレータ装置２００が異常であると判断し、閾値２に対応する対処動作（以下、対処２という。）としてモータ１０５に流す最大電流を制限する（ステップ４１２）。その後、マニピュレータ装置２００の駆動を一定時間だけ継続した後、記録時と同一の電流値でマニピュレータ駆動（ステップ４０５）する処理の前に戻ってそれ以降の処理を繰り返す。
一方、計算した回転速度の差が、閾値３よりも大きい場合（ステップ４１１のＹＥＳ）、閾値３に対応する対処動作（以下、対処３という。）としてマニピュレータ装置２００の駆動を停止する（ステップ４１３）。
【００５４】
すなわち、記録しておいた回転速度の値との差を計算した後（ステップ４０７）、その回転速度の差に応じて、次のような処理を行う。
・最も小さい閾値１より小さい場合（ステップ４０８のＮＯ）、駆動装置としてのマニピュレータ装置２００は正常であると判断して駆動を継続する。
・最も小さい閾値１より大きく、閾値２より小さい場合（ステップ４０９のＮＯ）、閾値１に対応する対処動作として異常を通知し（ステップ４１０）、その後、マニピュレータ装置２００の駆動を継続する。
・閾値２より大きく、閾値３より小さい場合（ステップ４１１のＮＯ）、閾値２に対応する対処動作としてモータ１０５に流す最大電流を制限し、その後マニピュレータ装置２００の駆動を継続する。
・閾値３より大きい場合（ステップ４１１のＹＥＳ）、閾値３に対応する対処動作としてマニピュレータ装置２００の駆動を停止する（ステップ４１３）。
【００５５】
このように、潤滑剤としてのグリース劣化前の回転速度と経時での回転速度を随時比較することにより、グリース劣化等の駆動装置であるマニピュレータ装置２００の異常を検出することができる。
この例では異常を検出したときの処理を３種類に分けたが、１種類のみの処理（例えば異常を通知する処理）としても良い。
【００５６】
このマニピュレータ装置２００は、上述したようにアーム１０１を駆動する駆動部１０９（モータ１０５）と、アーム１０１と駆動部１０９との間に接続され、グリースＧを含んだ粘性変化を持つ機構部１１０とを備える。そして、制御装置２１０は、駆動部１０９による機構部１１０の駆動情報を検出する駆動情報検出部２３６と、ある一定の電流制御時における駆動情報検出部２３６で検出した回転速度ωと、回転速度閾値を記録する記憶部２１５を備えている。そして、記憶部２１５で記録した回転速度値と、アーム１０１を一定時間駆動した後にある一定の電流制御時に駆動情報検出部２３６で検出した現在の回転速度値との差を計算する。この計算した差が回転速度閾値より大きい場合に、グリース劣化等によるマニピュレータ装置２００の異常を検出する。
【００５７】
このように構成することで、制御装置２１０では、ある一定の電流制御時の回転速度値を記録しておき、マニピュレータ装置２００を一定時間駆動した後の同様な電流制御時の回転速度値と記録値とを比較することができる。そして、グリース劣化等によるマニピュレータ装置２００の異常がない状態では、記録した回転速度値と、同様な電流制御時の回転速度の現在値が乖離しないので、乖離していれば異常と判断でき、グリース劣化等によるマニピュレータ装置２００の異常を適切に検出できる。
よって、グリース劣化等によるマニピュレータ装置２００の異常を検出できる制御装置２１０を提供できる。
【００５８】
また、上述した異常を、駆動部１０９と機構部１１０とに関する粘性摩擦係数Ｃの変化により正常な駆動制御が維持できなくなる異常とすることもできる。
この場合、計算した差が回転速度閾値より大きい場合に、駆動部１０９と機構部１１０とに関する粘性摩擦係数Ｃの変化により正常な駆動制御が維持できなくなる異常を検出する。
【００５９】
このように構成することで、制御装置２１０では、ある一定の電流制御時の回転速度値を記録しておき、マニピュレータ装置２００を一定時間駆動した後の同様な電流制御時の回転速度値と記録値とを比較することができる。そして、粘性摩擦係数Ｃの推定精度が許容範囲内に維持できている状態では、記録した回転速度値と、同様な電流制御時の回転速度の現在値が乖離しない。したがって、記録した回転速度値と、同様な電流制御時の回転速度の現在値が乖離していれば異常と判断でき、正常な駆動制御を維持できなくなる異常を適切に検出できる。
よって、駆動部１０９と機構部１１０とに関する粘性摩擦係数Ｃの変化により、正常な駆動制御を維持できなくなる異常を検出できる制御装置２１０を提供できる。
【００６０】
（電流閾値を用いる場合）
電流値[ｍＡ]の変化で粘性摩擦係数Ｃの推定精度が低下したことを検出する手順についても、上述した回転速度閾値を用いる場合と同様な考え方で行う。
その具体的な方法を、図１９のフロー図を用いて説明する。
まず、例えば図１７（ｂ）の表に示すように複数の電流値の閾値[ｍＡ]を設定した後（ステップ５０１）、各々の閾値に対応する対処動作を設定する（ステップ５０２）。そして、潤滑剤としてのグリースＧの劣化前に、ある回転速度［ｒ／ｍｉｎ］でマニピュレータ（駆動部１０９のモータ１０５）を駆動させ（ステップ５０３）、そのときのモータ１０５に流れる電流値[ｍＡ]を記録しておく（ステップ５０４）。
その後、一定時間（所定時間）だけモータ１０５を駆動した後、つまりモータ１０５の駆動開始から一定時間経過した後、記録時と同一の回転速度でマニピュレータ駆動を行う（ステップ５０５）。そして、このときのモータ１０５に流れる電流を計測して現在値として取得し（ステップ５０６）、記録しておいた電流値との差を計算する（ステップ５０７）。
【００６１】
そして、計算した電流値の差が、最も小さい閾値（以下、閾値１という。）よりも大きいか否かの判断を行う（ステップ５０８）。その結果、閾値１よりも小さい場合は（ステップ５０８のＮＯ）、駆動装置としてのマニピュレータ装置２００は正常であると判断する。そして、マニピュレータ装置２００の駆動を一定時間だけ継続した後、記録時と同一の回転速度でマニピュレータ駆動（ステップ５０５）する処理の前に戻ってそれ以降の処理を繰り返す。
一方、計算した電流値の差が、閾値１よりも大きい場合（ステップ５０８のＹＥＳ）、次に小さい閾値（以下、閾値２という。）よりも大きいか否かの判断を行う（ステップ５０９）。
【００６２】
その結果、閾値２よりも小さい場合は（ステップ５０９のＮＯ）、マニピュレータ装置２００が異常であると判断し、閾値１に対応する対処動作（以下、対処１という。）として異常を通知する（ステップ５１０）。その後、マニピュレータ装置２００の駆動を一定時間だけ継続した後、記録時と同一の回転速度でマニピュレータ駆動（ステップ５０５）する処理の前に戻ってそれ以降の処理を繰り返す。
一方、計算した電流値の差が、閾値２よりも大きい場合（ステップ５０９のＹＥＳ）、次に小さい閾値（以下、閾値３という。）よりも大きいか否かの判断を行う（ステップ５１１）。
【００６３】
その結果、閾値３よりも小さい場合は（ステップ５１１のＮＯ）、マニピュレータ装置２００が異常であると判断し、閾値２に対応する対処動作（以下、対処２という。）としてモータ１０５の最大速度を制限する（ステップ５１２）。その後、マニピュレータ装置２００の駆動を一定時間だけ継続した後、記録時と同一の回転速度でマニピュレータ駆動（ステップ５０５）する処理の前に戻ってそれ以降の処理を繰り返す。
一方、計算した電流値の差が、閾値３よりも大きい場合（ステップ５１１のＹＥＳ）、閾値３に対応する対処動作（以下、対処３という。）としてマニピュレータ装置２００の駆動を停止する（ステップ５１３）。
【００６４】
このように、潤滑剤としてのグリース劣化前の電流値と経時での電流値を随時比較することにより、グリース劣化等の駆動装置であるマニピュレータ装置２００の異常を検出することができる。
この例では異常を検出したときの処理を３種類に分けたが、回転速度閾値を用いる場合と同様に、１種類のみの処理（例えば異常を通知する処理）としても良い。
【００６５】
すなわち、記録しておいた電流値の値との差を計算した後（ステップ５０７）、その回転速度の差に応じて、次のような処理を行う。
・最も小さい閾値１より小さい場合（ステップ５０８のＮＯ）、駆動装置としてのマニピュレータ装置２００は正常であると判断して駆動を継続する。
・最も小さい閾値１より大きく、閾値２より小さい場合（ステップ５０９のＮＯ）、閾値１に対応する対処動作として異常を通知し（ステップ５１０）、その後マニピュレータ装置２００の駆動を継続する。
・閾値２より大きく、閾値３より小さい場合（ステップ５１１のＮＯ）、閾値２に対応する対処動作としてモータ１０５の最大回転速度を制限し、その後マニピュレータ装置２００の駆動を継続する。
・閾値３より大きい場合（ステップ５１１のＹＥＳ）、閾値３に対応する対処動作としてマニピュレータ装置２００の駆動を停止する（ステップ５１３）。
【００６６】
このように、潤滑剤としてのグリース劣化前の電流値と、経時での電流値を随時比較することにより、グリース劣化等の駆動装置としてのマニピュレータ装置２００の異常を検出することができる。
この例では異常を検出したときの処理を３種類に分けたが、１種類のみの処理（例えば異常を通知する処理）としても良い。
【００６７】
このマニピュレータ装置２００は、上述したようにアーム１０１を駆動する駆動部１０９（モータ１０５）と、アーム１０１と駆動部１０９との間に接続され、グリースＧを含んだ粘性変化を持つ機構部１１０とを備える。そして、制御装置２１０は、駆動部１０９に流れる電流を検出する電流検出部２３４と、ある一定の回転速度制御時における電流検出部２３４で検出した電流値と電流閾値とを記憶する記憶部２１５を備えている。そして、記憶部２１５で記録した電流値と、アーム１０１を一定時間駆動した後に、上述したある一定の回転速度制御時に電流検出部２３４で検出した現在の電流値との差を計算する。この計算した差が電流閾値より大きい場合に、グリース劣化等によるマニピュレータ装置２００の異常を検出する。
【００６８】
このように構成することで、制御装置２１０では、ある一定の回転速度制御時の電流値を記録しておき、マニピュレータ装置２００を一定時間駆動した後の同様な回転速度制御時の電流値と記録値とを比較することができる。そして、グリース劣化等によるマニピュレータ装置２００の異常がない状態では、記録した電流値と、同様な回転速度制御時の電流の現在値が乖離しないので、乖離していれば異常と判断でき、グリース劣化等によるマニピュレータ装置２００の異常を適切に検出できる。
よって、グリース劣化等によるマニピュレータ装置２００の異常を検出できる制御装置２１０を提供できる。
【００６９】
また、上述した異常を、駆動部１０９と機構部１１０とに関する粘性摩擦係数Ｃの変化により正常な駆動制御が維持できなくなる異常とすることもできる。
この場合、計算した差が電流閾値より大きい場合に、駆動部１０９と機構部１１０とに関する粘性摩擦係数Ｃの変化により正常な駆動制御が維持できなくなる異常を検出する。
【００７０】
このように構成することで、制御装置２１０では、ある一定の回転速度制御時の電流値を記録しておき、マニピュレータ装置２００を所定時間駆動した後の同様な回転速度制御時の電流値と記録値とを比較することができる。そして、粘性摩擦係数Ｃの推定精度が許容範囲内に維持できている状態では、記録した電流値と、同様な回転速度制御時の電流の現在値が乖離しない。したがって、記録した電流値と、同様な回転速度制御時の電流の現在値が乖離していれば異常と判断でき、正常な駆動制御を維持できなくなる異常を適切に検出できる。
よって、駆動部１０９と機構部１１０とに関する粘性摩擦係数Ｃの変化により、正常な駆動制御を維持できなくなる異常を検出できる制御装置２１０を提供できる。
【００７１】
また、回転速度閾値を用いる場合、及び電流閾値を用いる場合のいずれにおいても、上述した一定時間（所定時間）は、次のような時間である。モータ１０５（マニピュレータ装置２００）の駆動開始後、図１１〜図１２（ｂ）を用いて説明した粘性摩擦係数Ｃが所定の値Ｃ１，Ｃ２等へ十分に漸近する時間であり、予め定められた時間である。
粘性摩擦係数Ｃが十分に漸近して安定した状態で異常検出動作をおこなうことで、確実に異常検出を行うことができる。ここで、粘性摩擦係数Ｃが所定の値へ十分に漸近する時間はグリースの特性などにより異なるが、通常は数秒から数十秒程度である。
【００７２】
また、上述したように、異常を検出したときに駆動部１０９（モータ１０５）の回転速度ωの目標値、又は駆動部１０９に流す電流の最大値を変更することができる。
このように構成することで、制御装置２１０では、異常を検出したときに安全面を考慮して、駆動部１０９の回転速度ωの目標値を遅くすることができる。
また、上述したように、異常を検出したときにマニピュレータ装置２００の駆動を停止することもできる。
このように構成することで、制御装置２１０では、異常を検出したときに安全面を考慮して、マニピュレータ装置２００の駆動を停止することもできる。
【００７３】
また、上述したように、異常を検出したときに異常を通知するタッチパネル２３９ａを備えることもできる。
このように構成することで、制御装置２１０では、異常を検出したときにすぐに駆動部の回転速度の目標値を遅くしたり、停止させたりするのではなく、まずは通知だけを行うことができる。
また、上述したように、記憶部２１５に記憶する電流閾値又は回転速度閾値を入力する入力部２３９（テンキー２３９ｂ）を備え、記憶部２１５に記憶した電流閾値又は回転速度閾値を切り替え可能に構成できる。
このように構成することで、少しの異常でも検出したい場合と、そうでない場合とで切り替えることができる。
【００７４】
また、上述したように、記憶部２１５に記憶する電流閾値又は回転速度閾値は複数設定可能であり、閾値ごとに異常を検出したときの処理を設定できる。
このように構成することで、電流閾値又は回転速度閾値を複数設定して、例えば、「異常の通知」→「回転速度変更」→「駆動停止」と段階的に異常を検出したときの処理を設定することができる。
【００７５】
図１８、及び図１９に示す検出処理は、外乱推定部を備える装置に適用すると特に好ましい。このような装置に本実施形態の検出処理を適用することにより、粘性摩擦係数推定の精度、外乱トルク推定の精度が低下したことを異常として検出することができる。これにより、例えばアシスト装置のアシスト動作を制御するアシスト制御装置においては、位置・角度の変化や外力（操作力）の変化にもとづくアシスト動作の精度が低下したことを検出することができる。
【００７６】
すなわち、制御装置２１０は、上述したように駆動部１０９による機構部１１０の駆動情報を検出する駆動情報検出部２３６と、駆動部１０９に流れる電流を検出する電流検出部２３４を備える。また、機構部１１０に加わる操作力等の負荷外乱を電流検出部２３４で検出された電流と駆動情報検出部２３６で検出された駆動情報とに基づいて推定する外乱トルク推定部２３８も備えている。また、駆動部１０９への駆動指令を、外乱トルク推定部２３８により推定された操作力等の負荷外乱に含まれる駆動部１０９と機構部１１０とに関する粘性摩擦係数Ｃ、及び駆動情報検出部２３６により検出された駆動情報に基づいて制御する駆動制御部２１４も備えている。そして、駆動制御部２１４は、外乱トルク推定部２３８による負荷外乱の推定時に粘性摩擦係数Ｃの値を駆動部１０９による機構部１１０の駆動開始後から予め決められた値に漸近し、且つ駆動情報の変化に応じて異なる値に漸近するように設定する。
【００７７】
このように構成することで、制御装置２１０では、粘性摩擦係数Ｃの推定精度、外乱トルクの推定精度が低下したことを異常として検出することができる。これにより、例えば外乱推定部を備えたアシスト駆動装置の駆動対象物の位置や角度の変化、及びや外力（操作力）の変化にもとづくアシスト動作の精度が低下したことを検出することができる。
【００７８】
以上、本実施形態について、図面を参照しながら説明してきたが、具体的な構成は、上述した本実施形態の駆動制御装置として制御装置２１０を備えた構成に限られるものではなく、要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等を行っても良い。
【００７９】
以上に説明したものは一例であり、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
アーム１０１などの駆動対象物を駆動する駆動部１０９（モータ１０５）などの駆動部と、前記駆動対象物と前記駆動部との間に接続され、グリースＧなどの潤滑剤を含んだ粘性変化を持つ機構部１１０（減速機１０６）などの機構部と、を備えたマニピュレータ装置２００などの駆動装置を制御する制御装置２１０などの駆動制御装置において、前記駆動部による前記機構部の駆動情報を検出する駆動情報検出部２３６（モータ用エンコーダ１０４）などの駆動情報検出部と、ある一定の電流制御時における前記駆動情報検出部で検出した回転速度ωなどの回転速度値を記録する記憶部２１５などの回転速度記録手段と、閾値１などの回転速度閾値を記憶する記憶部２１５などの記憶手段とを備え、前記回転速度記録手段で記録した回転速度値と、前記駆動対象物を所定時間駆動した後に前記ある一定の電流制御時に前記駆動情報検出部で検出した現在の回転速度値との差が前記回転速度閾値より大きい場合に、異常を検出することを特徴とする。
【００８０】
これによれば、本実施形態で説明したように、次のような効果を奏することができる。
従来の、潤滑剤を含んだ粘性変化を持つ機構部を備えた駆動装置を制御する駆動制御装置では、潤滑剤の劣化等による駆動装置の異常が生じても、その異常を適切に検出することができなかった。
一方、本態様Ａの駆動制御装置では、ある一定の電流制御時の回転速度値を記録しておき、駆動装置を所定時間駆動した後の同様な電流制御時の回転速度値と記録値とを比較することができる。そして、潤滑剤の劣化等による駆動装置の異常がない状態では、記録した回転速度値と、同様な電流制御時の回転速度の現在値が乖離しないので、乖離していれば異常と判断でき、潤滑剤の劣化等による駆動装置の異常を適切に検出できる。
よって、潤滑剤の劣化等による駆動装置の異常を検出できる駆動制御装置を提供できる。
【００８１】
（態様Ｂ）
アーム１０１などの駆動対象物を駆動する駆動部１０９（モータ１０５）などの駆動部と、前記駆動対象物と前記駆動部との間に接続され、グリースＧなどの潤滑剤を含んだ粘性変化を持つ機構部１１０（減速機１０６）などの機構部と、を備えたマニピュレータ装置２００などの駆動装置を制御する制御装置２１０などの駆動制御装置において、前記駆動部に流れる電流を検出する電流検出部２３４などの電流検出部と、回転速度ωなどのある一定の回転速度制御時における前記電流検出部で検出した電流値を記録する記憶部２１５などの電流記録手段と、電流閾値を記憶する記憶部２１５などの記憶手段とを備え、前記電流記録手段で記録した電流値と、前記駆動対象物を所定時間駆動した後に前記ある一定の回転速度制御時に前記電流検出部で検出した現在の電流値との差が前記電流閾値より大きい場合に、異常を検出することを特徴とする。
【００８２】
これによれば、本実施形態で説明したように、次のような効果を奏することができる。
従来の、潤滑剤を含んだ粘性変化を持つ機構部を備えた駆動装置を制御する駆動制御装置では、潤滑剤の劣化等による駆動装置の異常が生じても、その異常を適切に検出することができなかった。
一方、本態様Ｂの駆動制御装置では、ある一定の回転速度制御時の電流値を記録しておき、駆動装置を所定時間駆動した後の同様な回転速度制御時の電流値と記録値とを比較することができる。そして、潤滑剤の劣化等による駆動装置の異常がない状態では、記録した電流値と、同様な回転速度制御時の電流の現在値とは乖離しないので、乖離していれば異常と判断でき、潤滑剤の劣化等による駆動装置の異常を適切に検出できる。
よって、潤滑剤の劣化等による駆動装置の異常を検出できる駆動制御装置を提供できる。
【００８３】
（態様Ｃ）
（態様Ａ）、又は（態様Ｂ）において、前記異常は、前記駆動部と前記機構部とに関する粘性摩擦係数Ｃなどの粘性摩擦係数の変化により正常な駆動制御が維持できなくなる異常であることを特徴とする。
これによれば、本実施形態で説明したように、次のような効果を奏することができる。
潤滑剤を含んだ粘性変化を持つ機構部を備えた駆動装置を制御する駆動制御装置では、駆動部と機構部とに関する粘性摩擦係数を推定して駆動装置の制御を行う。しかし、従来の駆動制御装置では粘性摩擦係数の推定精度が低下して許容範囲を逸脱してしまい、正常な駆動制御を維持できなくなる異常が生じても、その異常を適切に検出することができなかった。
【００８４】
一方、本態様Ｃの駆動制御装置では、ある一定の電流制御時の回転速度値、又はある一定の回転速度制御時の電流値を記録しておき、駆動装置を所定時間駆動した後の同様な電流制御時の回転速度値、又は回転速度制御時の電流値と記録値とを比較することができる。そして、粘性摩擦係数の推定精度が許容範囲内に維持できている状態では、記録した回転速度値、又は電流値と、同様な電流制御時の回転速度、又は回転速度制御時の電流の現在値とは乖離しない。したがって、記録した回転速度値、又は電流値と、同様な電流制御時の回転速度、又は回転速度制御時の電流の現在値が乖離していれば異常と判断でき、正常な駆動制御を維持できなくなる異常を適切に検出できる。
よって、駆動部と機構部とに関する粘性摩擦係数の変化により、正常な駆動制御を維持できなくなる異常を検出できる駆動制御装置を提供できる。
【００８５】
（態様Ｄ）
（態様Ａ）乃至（態様Ｃ）のいずれかにおいて、前記駆動部による前記機構部の駆動情報を検出する駆動情報検出部２３６（モータ用エンコーダ１０４）などの駆動情報検出部と、前記駆動部に流れる電流を検出する電流検出部２３４などの電流検出部と、前記機構部に加わる操作力などの負荷外乱を前記電流検出部で検出された電流と前記駆動情報検出部で検出された駆動情報とに基づいて推定する外乱トルク推定部２３８などの外乱推定部と、前記駆動部への駆動指令を、前記外乱推定部により推定された前記負荷外乱に含まれる当該駆動部と前記機構部とに関する粘性摩擦係数、及び前記駆動情報検出部により検出された前記駆動情報に基づいて制御する駆動制御部２１４などの制御部と、を備え、前記制御部は、前記外乱推定部による前記負荷外乱の推定時に前記粘性摩擦係数の値を前記駆動部による前記機構部の駆動開始後から予め決められた値に漸近し、且つ前記駆動情報の変化に応じて異なる値に漸近するように設定することを特徴とする。
【００８６】
これによれば、本実施形態で説明したように、粘性摩擦係数の推定精度、外乱トルクの推定精度が低下したことを異常として検出することができる。これにより、例えば外乱推定部を備えたアシスト駆動装置の駆動対象物の位置や角度の変化、及び外力（操作力）の変化にもとづくアシスト動作の精度が低下したことを検出することができる。
【００８７】
（態様Ｅ）
（態様Ａ）乃至（態様Ｄ）のいずれかにおいて、前記異常を検出したときに前記駆動部の回転速度の目標値、又は前記駆動部に流す電流の最大値を変更することを特徴とする。
これによれば、本実施形態で説明したように、異常を検出したときに安全面を考慮して、駆動部の回転速度の目標値を遅くすることができる。
【００８８】
（態様Ｆ）
（態様Ａ）乃至（態様Ｅ）のいずれかにおいて、前記異常を検出したときに前記駆動装置の駆動を停止することを特徴とする。
これによれば、本実施形態で説明したように、異常を検出したときに安全面を考慮して、駆動装置の駆動を停止することができる。
【００８９】
（態様Ｇ）
（態様Ａ）乃至（態様Ｆ）のいずれかにおいて、前記異常を検出したときに異常を通知するタッチパネル２３９ａなどの通知手段を備えたことを特徴とする。
これによれば、本実施形態で説明したように、異常を検出したときにすぐに駆動部の回転速度の目標値を遅くしたり、停止させたりするのではなく、まずは通知だけを行うことができる。
【００９０】
（態様Ｈ）
（態様Ａ）乃至（態様Ｇ）のいずれかにおいて、前記記憶手段に記憶する電流閾値又は回転速度閾値を入力する入力部２３９（テンキー２３９ｂ）などの入力手段を備え、前記記憶手段に記憶した前記電流閾値又は前記回転速度閾値は切り替え可能であることを特徴とする。
これによれば、本実施形態で説明したように、少しの異常でも検出したい場合と、そうでない場合とで切り替えることができる。
【００９１】
（態様Ｉ）
（態様Ａ）乃至（態様Ｈ）のいずれかにおいて、前記記憶手段に記憶する電流閾値又は回転速度閾値は、複数設定可能であり、閾値ごとに異常を検出したときの処理を設定できることを特徴とする。
これによれば、本実施形態で説明したように、電流閾値又は回転速度閾値を複数設定して、例えば、「異常の通知」→「回転速度変更」→「駆動停止」と段階的に異常を検出したときの処理を設定することができる。
【００９２】
（態様Ｊ）
アーム１０１などの駆動対象物を駆動する駆動部１０９（モータ１０５）などの駆動部と、前記駆動対象物と前記駆動部との間に接続され、グリースＧなどの潤滑剤を含んだ粘性変化を持つ機構部１１０（減速機１０６）などの機構部と、前記駆動部の駆動を制御する駆動制御手段と、を備えたマニピュレータ装置２００などの駆動装置において、前記駆動制御手段として、（態様Ａ）乃至（態様Ｉ）のいずれかの制御装置２１０などの駆動制御装置を備えたことを特徴とする。
これによれば、本実施形態で説明したように、（態様Ａ）乃至（態様Ｉ）のいずれかの駆動制御装置と同様な効果を奏することができる駆動装置を提供できる。
【００９３】
（態様Ｋ）
アーム１０１などの駆動対象物を駆動する駆動部１０９（モータ１０５）などの駆動部と、前記駆動対象物と前記駆動部との間に接続され、グリースＧなどの潤滑剤を含んだ粘性変化を持つ機構部１１０（減速機１０６）などの機構部と、前記駆動部の駆動を制御する駆動制御手段と、を備えたマニピュレータ装置２００などの駆動装置の駆動により動く、前記駆動対象物の動作をアシストするアシスト動作を制御するアシスト制御装置において、前記駆動制御手段として、（態様Ａ）乃至（態様Ｉ）のいずれかの制御装置２１０などの駆動制御装置を備えたことを特徴とする。
これによれば、本実施形態で説明したように、（態様Ａ）乃至（態様Ｉ）のいずれかの駆動制御装置と同様な効果を奏することができるアシスト制御装置を提供できる。
【符号の説明】
【００９４】
１０１    アーム
１０４    モータ用エンコーダ
１０５    モータ
１０６    減速機
１０９    駆動部
１１０    機構部
２００    マニピュレータ装置
２１０    制御装置
２１４    駆動制御部
２１５    記憶部
２３４    電流検出部
２３６    駆動情報検出部
２３８    外乱トルク推定部
２３９    入力部
２３９ａ  タッチパネル
２３９ｂ  テンキー
Ｇ    グリース
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９５】
【特許文献１】特開２０１３−００１１８５号公報
【図１】
2019101893.tif 000003
【図２】
2019101893.tif 000004
【図３】
2019101893.tif 000005
【図４】
2019101893.tif 000006
【図５】
2019101893.tif 000007
【図６】
2019101893.tif 000008
【図７】
2019101893.tif 000009
【図８】
2019101893.tif 000010
【図９】
2019101893.tif 000011
【図１０】
2019101893.tif 000012
【図１１】
2019101893.tif 000013
【図１２】
2019101893.tif 000014
【図１３】
2019101893.tif 000015
【図１４】
2019101893.tif 000016
【図１５】
2019101893.tif 000017
【図１６】
2019101893.tif 000018
【図１７】
2019101893.tif 000019
【図１８】
2019101893.tif 000020
【図１９】
2019101893.tif 000021