(57)【要約】【課題】ロボットのアームの振動を抑制する。【解決手段】第１関節、および第１関節とは回転方向が異なる方向になり得る第２関節を含む複数の関節と、基台に対して第１関節を介して回転可能に設けられた第１アーム部材を含む複数のアーム部材とを含むロボットで、第１アーム部材（または第１関節の中の第１アーム部材とともに回転する部分）に第１慣性センサーを設けて、第１慣性センサーの出力に基づいて複数の関節を制御する。こうすれば、第１慣性センサーの出力から、第１関節の動きが他の複数の関節の動きに与える影響を考慮して他の関節を制御することができるので、アームの振動を抑制することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１関節および前記第１関節とは回転方向が異なる方向である第２関節を含む複数の関節と、基台に対して前記第１関節を介して回転可能に設けられた第１アーム部材を含む複数のアーム部材と、
前記第１アーム部材または前記第１関節に設けられた第１角速度センサーと、
を備えることを特徴とするロボット。
【請求項２】
請求項１に記載のロボットであって、
前記複数のアーム部材の中で前記第１アーム部材とは異なる前記アーム部材に設けられた第２角速度センサーを備える
ことを特徴とするロボット。
【請求項３】
請求項２に記載のロボットであって、
前記第２角速度センサーの出力に基づいて、前記第２角速度センサーが設けられた前記アーム部材よりも前記基台側の前記関節をフィードバック制御する制御部を備える
ことを特徴とするロボット。
【請求項４】
請求項３に記載のロボットであって、
前記制御部は、前記第２角速度センサーが設けられた前記アーム部材の前記基台側の前記関節と回転軸が同じ方向の前記関節を、前記第２角速度センサーの出力に基づいてフィードバック制御する
ことを特徴とするロボット。
【請求項５】
第１関節および前記第１関節とは回転方向が異なる方向である第２関節を含む複数の関節と、
前記複数の関節によって連結された複数のアーム部材と、
前記複数のアーム部材の中の１の前記アーム部材に設けられた第１角速度センサーと、
前記第１角速度センサーが設けられた前記アーム部材とは異なる前記アーム部材に設けられた第２角速度センサーと、
を備えることを特徴とするロボット。
【請求項６】
請求項５に記載のロボットであって、
前記第１角速度センサーの一軸の出力および前記第２角速度センサーの一軸の出力に基づいて、前記複数の関節を制御する制御部を備える
ことを特徴とするロボット。
【請求項７】
請求項５に記載のロボットであって、
前記第１角速度センサーの一軸の出力および前記第２角速度センサーの三軸の出力に基づいて、前記複数の関節を制御する制御部を備える
ことを特徴とするロボット。
【請求項８】
請求項６または請求項７に記載のロボットであって、
前記制御部は、前記第１角速度センサーの出力に基づいて、前記第１角速度センサーが設けられた前記アーム部材よりも前記基台側の前記関節をフィードバック制御し、且つ、前記第２角速度センサーの出力に基づいて、前記第２角速度センサーが設けられた前記アーム部材よりも前記基台側の前記関節をフィードバック制御する
ことを特徴とするロボット。
【請求項９】
請求項６ないし請求項８の何れか一項に記載のロボットであって、
前記第１角速度センサーの出力に基づいてフィードバック制御される前記関節の回転軸と、前記第２角速度センサーの出力に基づいてフィードバック制御される前記関節の回転軸とは直交している
ことを特徴とするロボット。
【請求項１０】
請求項６ないし請求項９の何れか一項に記載のロボットであって、
前記第１角速度センサーは、両側の前記関節の回転軸が互いに異なる前記アーム部材の中で前記基台に最も近い前記アーム部材に設けられている
ことを特徴とするロボット。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項１０の何れか一項に記載のロボットであって、
前記第１角速度センサーは、振動型ジャイロセンサーである
ことを特徴とするロボット。
【請求項１２】
請求項１１に記載のロボットであって、
前記第１角速度センサーは、圧電材料を含む
ことを特徴とするロボット。
【請求項１３】
第１関節および前記第１関節とは回転方向が異なる方向である第２関節を含む複数の関節と、
前記複数の関節によって連結された複数のアーム部材と、
前記複数のアーム部材の中の１の前記アーム部材に設けられた角速度センサーと、
前記角速度センサーが設けられた前記アーム部材の前記基台側の前記関節と回転軸の方向が一致しており、且つ、前記基台側に設けられた前記関節を、前記角速度センサーの出力に基づいて制御する制御部と、
を備えることを特徴とするロボット。
【請求項１４】
第１関節と、前記第１関節とは回転方向が異なる方向である第２関節と、を含むアームと、
前記アームに設けられた慣性センサーと、
前記慣性センサーの出力を１００Ｈｚ以上の周期でサンプリングすることによって、前記第１関節を制御する制御部と、
を備えることを特徴とするロボット。
【請求項１５】
第１関節と、前記第１関節とは回転方向が異なる方向である第２関節と、を含むアームと、
前記アームに設けられた慣性センサーと、
前記慣性センサーよりも前記アームの先端側に設けられた力センサーと、
を備えることを特徴とするロボット。
【請求項１６】
基台に設けられた第１関節と、前記第１関節とは回転方向が異なる方向である第２関節と、を含むアームと、
前記アームに設けられた慣性センサーと、を備え、
前記第１関節の角加速度を２２００°／ｓ２で９０°回動させた場合、前記アームの先端の振動が−０．０５ｍｍから＋０．０５ｍｍになるまでの時間が１秒以下である
ことを特徴とするロボット。
【請求項１７】
基台に設けられた第１関節と、前記第１関節とは回転方向が異なる方向である第２関節と、を含むアームと、
前記アームに設けられた慣性センサーと、を備え、
前記第１関節を最大角加速度で９０°回動させた場合、前記アームの先端の振動が−０．０５ｍｍから＋０．０５ｍｍになるまでの時間が１秒以下である
ことを特徴とするロボット。
【請求項１８】
基台に設けられた第１関節と、前記第１関節とは回転方向が異なる方向である第２関節と、を含むアームと、
前記アームに設けられた慣性センサーと、を備え、
前記第２関節の角加速度を２２００°／ｓ２で９０°回動させた場合、前記アームの先端の振動が−０．１ｍｍから＋０．１ｍｍになるまでの時間が０．５秒以下である
ことを特徴とするロボット。
【請求項１９】
基台に設けられた第１関節と、前記第１関節とは回転方向が異なる方向である第２関節と、を含むアームと、
前記アームに設けられた慣性センサーと、を備え、
前記第１関節を最大角加速度で９０°回動させた場合、前記アームの先端の振動が−０．０５ｍｍから＋０．０５ｍｍになるまでの時間が１秒以下である
ことを特徴とするロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のアーム部材を関節で接続したアームを有するロボットが知られている。このロボットは、アームの先端にロボットハンドなどを取り付けることによって様々な作業を行うことができる。もっとも、作業を行うために、アームの先端のロボットハンドなどを目的の位置に移動させて停止させても、暫くの間はアームの先端が振動するので作業を開始することができない。
【０００３】
そこで、アームの先端側に慣性センサーを搭載しておき、慣性センサーの出力が小さくなるように、アームの各関節の動きを制御することで、アームの振動を抑制する技術が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２４２７９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、多くの関節を備えるロボットの中には、ある関節を動かすことによって、それより先の関節の回転軸の向きが変化するようなロボットも存在しており、このロボットについては、上記の提案されている技術を適用しても、アームの振動を十分に抑制することが難しいという問題があった。これは、アームの先端が同じように振動している場合でも、例えばアームの先端側の関節についての制御内容（制御量および制御方向）は、それより根元側の関節の回転位置によって変わってしまうので、制御が複雑になるためである。また、アームの先端が振動している場合、通常は根元側の関節でも振動が発生して回転位置が刻々と変化し、その結果、先端側の関節の向きが刻々と変化するので、より一層制御が複雑になる。加えて、関節の変形や機械誤差による影響は先端になるほど蓄積する。このため、上述した課題を有するロボットに上記の提案の技術を適用すると、却って振動が増幅される場合もあった。このように、回転軸の方向が異なる複数の関節を有するロボットの振動を抑制するには多くの課題が残されていた。
【０００６】
この発明は、従来の技術が有する上述した課題を解決するためになされたものであり、ロボットのアームの振動を抑制することが可能な技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題の少なくとも一部を解決するために、本発明のロボットは次の構成を採用した。すなわち、
第１関節および前記第１関節とは回転方向が異なる方向である第２関節を含む複数の関節と、基台に対して前記第１関節を介して回転可能に設けられた第１アーム部材を含む複数のアーム部材と、
前記第１アーム部材または前記第１関節に設けられた第１角速度センサーと、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
こうすれば、第１角速度センサーの出力から、第１関節を介して基台に取り付けられた第１アーム部材の動きを検出することができる。このため、第１アーム部材と基台との間の第１関節の動きが、その他の複数の関節の動きに与える影響を考慮して、他の関節を制御することができるので、ロボットのアームの振動を抑制することが可能となる。また、第１角速度センサーの出力に基づいて第１関節の動きを検出することができるので、アームの先端側に向かって誤差の影響が蓄積することも抑制することが可能となる。このため、各関節を制御することでアームの振動が増幅される虞も抑制することが可能となる。
【０００９】
また、上述した本発明のロボットにおいては、複数のアーム部材の中で第１アーム部材とは異なるアーム部材に第２角速度センサーを設けてもよい。
【００１０】
こうすれば、第１角速度センサーの出力に加えて、第２角速度センサーの出力も用いて制御することができるので、アームの振動をより一層抑制することが可能となる。また、一軸の出力を用いることとすれば、制御のための演算量が小さくなるので、アームの振動をより一層抑制することが可能となる。
【００１１】
また、上述した本発明のロボットにおいては、第２角速度センサーの出力に基づいて、第２角速度センサーが設けられたアーム部材よりも、基台側の関節をフィードバック制御する制御部を備えるようにしてもよい。
【００１２】
第２角速度センサーの出力には、第２角速度センサーが設けられたアーム部材の動きだけでなく、そのアーム部材よりも基台側の関節の動きが現れる。従って、第２角速度センサーの出力に基づいて基台側の関節をフィードバック制御してやれば、アームの振動をより一層抑制することが可能となる。また、振動が大きい基台側の関節を制御することができるので、アームの振動をより効果的に抑制することが可能となる。
【００１３】
また、上述した本発明のロボットにおいては、第２角速度センサーが設けられたアーム部材の基台側の関節と回転軸の方向が一致する関節を、第２角速度センサーの出力に基づいてフィードバック制御することとしてもよい。尚、「回転軸の方向が一致する」とは、完全な一致に限らず、実質上一致していればよい。従って、回転軸の方向が±５°の範囲で異なっている場合は、本明細書でいうところの「回転軸の方向が一致する」場合に該当する。
【００１４】
第２角速度センサーの出力には、当然ながら、その第２角速度センサーが設けられたアーム部材の基台側の関節の動きが反映される。しかし、その関節に加えて、回転軸の方向が一致する関節がより基台側にも存在する場合には、その基台側の関節（第２角速度センサーが設けられたアーム部材の基台側の関節と回転軸の方向が一致する関節）の動きも、第２角速度センサーの出力に反映される。しかも、その基台側の関節の動きが増幅されて反映される。従って、第２角速度センサーが設けられたアーム部材の基台側の関節と回転軸の方向が一致する関節を、第２角速度センサーの出力に基づいてフィードバック制御してやれば、第２角速度センサーが設けられたアーム部材の関節以外の関節も精度良く制御することができるので、アームの振動を抑制することが可能となる。また、振動が大きい基台側の関節を制御することができるので、アームの振動をより効果的に抑制することが可能となる。
【００１５】
また、本発明のロボットは、次のような態様で把握することもできる。すなわち、
第１関節および前記第１関節とは回転方向が異なる方向である第２関節を含む複数の関節と、
前記複数の関節によって連結された複数のアーム部材と、
前記複数のアーム部材の中の１の前記アーム部材に設けられた第１角速度センサーと、
前記第１角速度センサーが設けられた前記アーム部材とは異なる前記アーム部材に設けられた第２角速度センサーと、
を備えることを特徴とするロボットとして把握することもできる。
【００１６】
このような本発明のロボットにおいては、第１角速度センサーおよび第２角速度センサーの出力に基づいて複数の関節を制御することができるので、ロボットのアームの振動を速やかに抑制することが可能となる。また、こうすれば、アームの振動を速やかに抑制することができるので、たとえアームの剛性（アーム部材や関節の剛性）が低い場合でも、アームの振動を抑制することが可能となる。
【００１７】
また、上述した本発明のロボットにおいては、第１角速度センサーの一軸の出力および第２角速度センサーの一軸の出力に基づいて、複数の関節を制御する制御部を備えることとしてもよい。
【００１８】
こうすれば、複数の角速度センサーを用いた場合でも、単純な制御でロボットのアームの振動を抑制することが可能となる。また、一軸の出力を用いることで演算量が抑制されるので、高速な制御を行うことができ、アームの振動を抑制することが可能となる。
【００１９】
また、上述した本発明のロボットにおいては、第１角速度センサーの一軸の出力および第２角速度センサーの三軸の出力に基づいて、複数の関節を制御することとしてもよい。
【００２０】
ある関節の回転軸の向きが他の関節の動きによって変化する場合でも、関節の回転軸の向きが変化するアーム部材には三軸の出力を使用する第２角速度センサーを取り付けておけば、複数の関節を制御してアームの振動を抑制することが可能となる。また、第１角速度センサーについては一軸の出力を使用することで演算量を抑制し、第２角速度センサーについては三軸の出力を使用することで制御の精度を確保することができる。その結果、アームの振動をより一層抑制することが可能となる。
【００２１】
また、上述した本発明のロボットにおいては、第１角速度センサーおよび第２角速度センサーの出力に基づいて、次のようにして複数の関節をフィードバック制御してもよい。先ず、第１角速度センサーの出力に基づいて、第１角速度センサーが設けられたアーム部材よりも基台側の関節をフィードバック制御する。且つ、第２角速度センサーの出力に基づいて、第２角速度センサーが設けられたアーム部材よりも基台側の関節をフィードバック制御する。
【００２２】
関節の動きは、その関節よりも、基台から見て遠くの位置に角速度センサーを設けることで、より感度良く検出することができる。従って、第１角速度センサーの出力および第２角速度センサーの出力に基づいて、上述した方法で関節をフィードバック制御してやれば、精度良く制御することが可能となり、アームの振動を抑制することが可能となる。
【００２３】
また、上述した本発明のロボットにおいては、第１角速度センサーの出力に基づいてフィードバック制御される関節と、第２角速度センサーの出力に基づいてフィードバック制御される関節とは、回転軸が直交している関節としても良い。
【００２４】
回転軸が直交する関節は、それぞれ独立に制御することができるので、簡単に且つ精度良く制御することができる。その結果、アームに存在する複数の関節の動きを、簡単に且つ精度良く制御してアームの振動を抑制することが可能となる。
【００２５】
また、上述した本発明のロボットにおいては、両側の関節の回転軸が互いに異なるアーム部材の中で基台に最も近いアーム部材に、第１角速度センサーを設けることとしてもよい。
【００２６】
こうすれば、複数の関節の動きを、簡単に且つ精度良く制御することができるので、アームの振動を抑制することが可能となる。
【００２７】
また、上述した本発明のロボットにおいては、第１角速度センサーとして振動型ジャイロセンサーを用いても良い。
【００２８】
振動型ジャイロセンサーは、他の方式のジャイロセンサーに比べて小型化できるので、ロボットを小型化することが可能となる。
【００２９】
また、第１角速度センサーとして振動型ジャイロセンサーを用いる本発明のロボットにおいては、圧電材料を含んだ振動型ジャイロセンサーを、第１角速度センサーとして用いても良い。
【００３０】
振動型ジャイロセンサーの中でも、圧電材料を含む振動型ジャイロセンサー（いわゆる圧電方式の振動型ジャイロセンサー）は、静電方式の振動型ジャイロセンサーよりも小型化することができる。このため、第１角速度センサーとして、圧電材料を含む振動型ジャイロセンサーを用いることで、ロボットをより一層小型化することが可能となる。
【００３１】
また、本発明のロボットは、次のような態様で把握することもできる。すなわち、
第１関節および前記第１関節とは回転方向が異なる方向である第２関節を含む複数の関節と、
前記複数の関節によって連結された複数のアーム部材と、
前記複数のアーム部材の中の１の前記アーム部材に設けられた角速度センサーと、
前記角速度センサーが設けられた前記アーム部材の前記基台側の前記関節と回転軸の方向が一致しており、且つ、前記基台側に設けられた前記関節を、前記角速度センサーの出力に基づいて制御する制御部と、
を備えることを特徴とするロボットとして把握することができる。
【００３２】
このような本発明のロボットにおいては、角速度センサーが設けられたアーム部材の基台側の関節と回転軸の方向が一致しており、且つ、その関節よりも基台側に設けられた関節を角速度センサーの出力に基づいて制御することができるので、関節の数よりも少ない角速度センサーを用いてアームの振動を抑制することが可能となる。また、振動が大きな基台側の関節を制御することができるので、アームの振動をより一層抑制することが可能となる。
【００３３】
また、本発明のロボットは次のような態様で把握することもできる。すなわち、
第１関節と、前記第１関節とは回転方向が異なる方向である第２関節と、を含むアームと、
前記アームに設けられた慣性センサーと、
前記慣性センサーの出力を１００Ｈｚ以上の周期でサンプリングすることによって、前記第１関節を制御する制御部と、
を備えることを特徴とするロボットとして把握することもできる。
【００３４】
慣性センサーの出力をサンプリングする周期が遅すぎると、アームを制御することによって却って振動し易くなる場合がある。従って、慣性センサーの出力をサンプリングする周期を１００Ｈｚ以上に設定しておけば、アームの振動を確実に抑制することが可能となる。
【００３５】
また、本発明のロボットは、次のような態様で把握することもできる。すなわち、
第１関節と、前記第１関節とは回転方向が異なる方向である第２関節と、を含むアームと、
前記アームに設けられた慣性センサーと、
前記慣性センサーよりも前記アームの先端側に設けられた力センサーと、
を備えることを特徴とするロボットとして把握することもできる。
【００３６】
このような本発明のロボットにおいては、慣性センサーの出力だけでなく、力センサーの出力も用いて複数の関節を制御することができるので、アームの振動を確実に抑制することが可能となる。
【００３７】
また、本発明のロボットは、次のような態様で把握することもできる。すなわち、
基台に設けられた第１関節と、前記第１関節とは回転方向が異なる方向である第２関節と、を含むアームと、
前記アームに設けられた慣性センサーと、を備え、
前記第１関節の角加速度を２２００°／ｓ２で９０°回動させた場合、前記アームの先端の振動が−０．０５ｍｍから＋０．０５ｍｍになるまでの時間が１秒以下であることを特徴とするロボットとして把握することもできる。
【００３８】
アームの先端の振動が、−０．０５ｍｍから＋０．０５ｍｍになるまでの時間をこのような時間に設定しておけば、アームが振動することによる事実上の弊害を回避することが可能となる。
【００３９】
また、本発明のロボットは、次のような態様で把握することもできる。すなわち、
基台に設けられた第１関節と、前記第１関節とは回転方向が異なる方向である第２関節と、を含むアームと、
前記アームに設けられた慣性センサーと、を備え、
前記第１関節を最大角加速度で９０°回動させた場合、前記アームの先端の振動が−０．０５ｍｍから＋０．０５ｍｍになるまでの時間が１秒以下である
ことを特徴とするロボットとして把握することもできる。
【００４０】
あるいは、本発明のロボットは、次のような態様で把握することもできる。すなわち、
基台に設けられた第１関節と、前記第１関節とは回転方向が異なる方向である第２関節と、を含むアームと、
前記アームに設けられた慣性センサーと、を備え、
前記第２関節の角加速度を２２００°／ｓ２で９０°回動させた場合、前記アームの先端の振動が−０．１ｍｍから＋０．１ｍｍになるまでの時間が０．５秒以下である
ことを特徴とするロボットとして把握することもできる。
【００４１】
あるいは、本発明のロボットは、次のような態様で把握することもできる。すなわち、
基台に設けられた第１関節と、前記第１関節とは回転方向が異なる方向である第２関節と、を含むアームと、
前記アームに設けられた慣性センサーと、を備え、
前記第１関節を最大角加速度で９０°回動させた場合、前記アームの先端の振動が−０．０５ｍｍから＋０．０５ｍｍになるまでの時間が１秒以下である
ことを特徴とするロボットとして把握することもできる。
【００４２】
これらの態様で把握される本発明のロボットでは、アームが振動することによる事実上の弊害を回避することが可能となる。
【００４３】
また、上述した本発明は、ロボットを制御する制御装置の態様で把握することもできる。すなわち、本発明の制御装置は、
第１関節および前記第１関節とは回転方向が異なる方向である第２関節を含む複数の関節と、基台に対して前記第１関節を介して回転可能に設けられた第１アーム部材を含む複数のアーム部材と、前記第１アーム部材または前記第１関節に設けられた第１角速度センサーと、を備えるロボットの制御装置であって、
前記第２角速度センサーの出力に基づいて、前記第２角速度センサーが設けられた前記アーム部材よりも前記基台側の前記関節をフィードバック制御する制御部を備える
ことを特徴とする制御装置として把握することができる。
【００４４】
あるいは、
第１関節および前記第１関節とは回転方向が異なる方向である第２関節を含む複数の関節と、前記複数の関節によって連結された複数のアーム部材と、前記複数のアーム部材の中の１の前記アーム部材に設けられた第１角速度センサーと、前記第１角速度センサーが設けられた前記アーム部材とは異なる前記アーム部材に設けられた第２角速度センサーと、を備えるロボットの制御装置であって、
前記第１角速度センサーの一軸の出力、および前記第２角速度センサーの一軸または三軸の出力に基づいて、前記複数の関節を制御する制御部を備える
ことを特徴とする制御装置として把握することができる。
【００４５】
あるいは、
第１関節および前記第１関節とは回転方向が異なる方向である第２関節を含む複数の関節と、前記複数の関節によって連結された複数のアーム部材と、前記複数のアーム部材の中の１の前記アーム部材に設けられた角速度センサーと、を備えるロボットの制御装置であって、
前記角速度センサーが設けられた前記アーム部材の前記基台側の前記関節と回転軸の方向が一致しており、且つ、前記基台側に設けられた前記関節を、前記角速度センサーの出力に基づいて制御する制御部を備える
ことを特徴とする制御装置として把握することができる。
【００４６】
あるいは、
第１関節と前記第１関節とは回転方向が異なる方向である第２関節とを含むアームと、前記アームに設けられた慣性センサーと、前記第１関節の角度を検出する角度センサーと、を備えるロボットの制御装置であって、
前記慣性センサーおよび前記角度センサーの出力を１００Ｈｚ以上の周期でサンプリングすることによって、前記第１関節を制御する制御部を備える
ことを特徴とする制御装置として把握することができる。
【００４７】
あるいは、
第１関節と前記第１関節とは回転方向が異なる方向である第２関節とを含むアームと、前記アームに設けられた慣性センサーと、前記慣性センサーよりも前記アームの先端側に設けられた力センサーと、を備えるロボットの制御装置であって、
前記慣性センサーの出力と前記力センサーの出力と前記力センサーの出力とに基づいて、前記複数の関節を制御する制御部を備える
ことを特徴とする制御装置として把握することもできる。
【００４８】
更には、上述した本発明は、ロボットシステムとしての態様で把握することもできる。すなわち、本発明のロボットシステムは、
ロボットと前記ロボットを制御する制御装置とを備えるロボットシステムであって、
前記ロボットは、
第１関節および前記第１関節とは回転方向が異なる方向である第２関節を含む複数の関節と、
基台に対して前記第１関節を介して回転可能に設けられた第１アーム部材を含む複数のアーム部材と、
前記第１アーム部材または前記第１関節に設けられた第１角速度センサーと、
を備えており、
前記制御装置は、前記第２角速度センサーの出力に基づいて、前記第２角速度センサーが設けられた前記アーム部材よりも前記基台側の前記関節をフィードバック制御する
ことを特徴とするロボットシステムとして把握することができる。
【００４９】
あるいは、
ロボットと前記ロボットを制御する制御装置とを備えるロボットシステムであって、
前記ロボットは、
第１関節および前記第１関節とは回転方向が異なる方向である第２関節を含む複数の関節と、前記複数の関節によって連結された複数のアーム部材と、
前記複数のアーム部材の中の１の前記アーム部材に設けられた第１角速度センサーと、
前記第１角速度センサーが設けられた前記アーム部材とは異なる前記アーム部材に設けられた第２角速度センサーと、
を備えており、
前記制御装置は、前記第１角速度センサーの一軸の出力、および前記第２角速度センサーの一軸または三軸の出力に基づいて、前記複数の関節を制御する
ことを特徴とするロボットシステムとして把握することができる。
【００５０】
あるいは、
ロボットと前記ロボットを制御する制御装置とを備えるロボットシステムであって、
前記ロボットは、
第１関節および前記第１関節とは回転方向が異なる方向である第２関節を含む複数の関節と、
前記複数の関節によって連結された複数のアーム部材と、
前記複数のアーム部材の中の１の前記アーム部材に設けられた角速度センサーと、
を備えており、
前記制御装置は、前記角速度センサーが設けられた前記アーム部材の前記基台側の前記関節と回転軸の方向が一致しており、且つ、前記基台側に設けられた前記関節を、前記角速度センサーの出力に基づいて制御する
ことを特徴とするロボットシステムとして把握することができる。
【００５１】
あるいは、
ロボットと前記ロボットを制御する制御装置とを備えるロボットシステムであって、
前記ロボットは、
第１関節と、前記第１関節とは回転方向が異なる方向である第２関節と、を含むアームと、
前記アームに設けられた慣性センサーと、
前記第１関節の角度を検出する角度センサーと、
を備えており、
前記制御装置は、前記慣性センサーおよび前記角度センサーの出力を１００Ｈｚ以上の周期でサンプリングすることによって、前記第１関節を制御する
ことを特徴とするロボットシステムとして把握することができる。
【００５２】
あるいは、
ロボットと前記ロボットを制御する制御装置とを備えるロボットシステムであって、
前記ロボットは、
第１関節と、前記第１関節とは回転方向が異なる方向である第２関節と、を含むアームと、
前記アームに設けられた慣性センサーと、
前記慣性センサーよりも前記アームの先端側に設けられた力センサーと、
を備えており、
前記制御装置は、前記慣性センサーの出力と前記力センサーの出力と前記力センサーの出力とに基づいて、前記複数の関節を制御する
ことを特徴とするロボットシステムとして把握することもできる。
【００５３】
上述した本発明の制御装置、ロボットシステムによっても、アームの振動を抑制して、ロボットの作業効率を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本実施例のロボット１の全体構造を示す説明図である。
【図２】制御部５０の内部構成を示したブロック図である。
【図３】本実施例の制御部５０の動作を示したブロック図である。
【図４】第１モーター制御部５１の動作を示したブロック図である。
【図５】第２モーター制御部５２および第３モーター制御部５３の動作を示したブロック図である。
【図６】第２モーター制御部５２のゲイン係数Ｋａを設定する際の回転角度θ３を示した説明図である。
【図７】第２モーター制御部５２のゲイン係数Ｋａを設定する処理のフローチャートである。
【図８】本実施例のロボット１を用いた制振効果の確認条件についての説明図である。
【図９】本実施例のロボット１を用いた制振効果の実測結果を例示した説明図である。
【図１０】本実施例のロボット１を用いた制振効果の確認結果を例示した説明図である。
【図１１】本実施例のロボット１を用いた制振効果の確認条件についての説明図である。
【図１２】本実施例のロボット１を用いた制振効果の確認結果を例示した説明図である。
【図１３】第１変形例のロボット２の構成を示した説明図である。
【図１４】第２変形例のロボット３の構成を示した説明図である。
【図１５】第２変形例の他の態様のロボット３において、第２モーター制御部５２および第３モーター制御部５３の動作を示したブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００５５】
図１は、本実施例のロボット１の全体構造を示す説明図である。図１（ａ）には、本実施例のロボット１の大まかな外形形状が示されている。図示されるように、本実施例のロボット１は、地面に設置される基台１０と、基台１０に対して回転可能に取り付けられたアーム２０と、基台１０内に搭載されてロボット１の全体の動作を制御する制御部５０とを備えている。
【００５６】
アーム２０は、６つのアーム部材２１〜２６と、５つの関節４２〜４６とを備えている。この中のアーム部材２１は、関節４１によって回転可能に基台１０に取り付けられている。また、アーム部材２２は、関節４２によって屈曲可能にアーム部材２１に取り付けられており、アーム部材２３は、関節４３によって屈曲可能にアーム部材２２に取り付けられている。更に、アーム部材２４は、関節４４によって回転可能にアーム部材２３に取り付けられており、アーム部材２５は、関節４５によって屈曲可能にアーム部材２４に取り付けられ、アーム部材２６は、関節４６によって回転可能にアーム部材２５に取り付けられている。尚、アーム部材２６の先端には、力センサー２７を介して、ロボットハンド（いわゆるハンド部）や、溶接治具などの図示しない各種の治具（いわゆるエンドエフェクター）が装着される。力センサー２７は、ロボットハンドやエンドエフェクターの重量や、把持したワークの重量などを検出することができる。尚、本実施例のロボット１は、ある関節を動かすことによって、それより先の関節の回転軸の向きが変化するロボット（いわゆる垂直多関節型ロボット）である。
【００５７】
また、関節４１の部分には、関節４１を駆動するための第１モーター４１ｍが搭載されている。同様に、関節４２の部分には関節４２を駆動するための第２モーター４２ｍが搭載され、関節４３の部分には関節４３を駆動するための第３モーター４３ｍが、関節４４の部分には第４モーター４４ｍが、関節４５の部分には第５モーター４５ｍが、関節４６の部分には第６モーター４６ｍが搭載されている。
【００５８】
これら６つのアーム部材２１〜２６のうちで最も基台１０側のアーム部材２１には、ジャイロセンサー３０が取り付けられている。また、アーム部材２３には、ジャイロセンサー３１が取り付けられている。ここで、ジャイロセンサー３０，３１は、予め定められた直交する３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）を回転軸とする角速度（あるいは慣性力）を出力可能なセンサーである。ジャイロセンサー３０は、関節４１の回転軸がジャイロセンサー３０のＺ軸と一致する向きに取り付けられている。また、ジャイロセンサー３１は、関節４３の回転軸がジャイロセンサー３１の何れかの軸と一致する向きに取り付けられている。尚、本実施例では、慣性力として角速度を検出するものとして説明するが、ジャイロセンサー３０，３１の代わりに加速度センサーを用いても良い。尚、本実施例では、ジャイロセンサー３０が本発明における「第１角速度センサー」に対応し、ジャイロセンサー３１が本発明における「第２角速度センサー」に対応する。また、ジャイロセンサー３０，３１は、本発明おける「慣性センサー」にも対応する。更に、アーム部材２１が本発明における「第１アーム部材」に対応する。
【００５９】
また、ジャイロセンサーとしては、光学式ジャイロセンサー、振動型ジャイロセンサーなどが知られているが、ジャイロセンサー３０，３１は、小型化が可能という理由から、圧電材料の薄膜を用いて形成した振動型ジャイロセンサーが採用されている。すなわち、光学式ジャイロセンサーは、サニャック効果を利用する原理上に理由から小型化が困難であるが、振動型ジャイロセンサーは、コリオリ力を利用して角速度を検出するので小型化が可能である。また、振動型ジャイロセンサーにも、圧電方式や静電方式などが知られているが、水晶、あるいは水晶以外の圧電材料の薄膜を用いて角速度を検出する圧電方式の振動型ジャイロセンサーは、小型で安価に作製することが可能である。尚、角速度を検出するジャイロセンサー３０，３１は、加速度を検出する加速度センサーに比べて以下の点で優れている。先ず、加速度センサーは、重力の影響を考慮する必要があるため、このことが誤差要因となる。これに対して、角速度を検出するジャイロセンサー３０，３１は、角速度を検出しているので重力の影響を考慮する必要がない。また、加速度センサーは、加速度の検出感度を高めようとするとサイズが大きくなる。これに対して、角速度を検出するジャイロセンサー３０，３１は角速度を検出するので、小型であっても検出感度を高めることが可能である。このため、ジャイロセンサー３０，３１の設置の自由度を高くすることができる。
【００６０】
図１（ｂ）には、本実施例のロボット１が備えるアーム部材２１〜２６や、関節４１〜４６、ジャイロセンサー３０，３１の位置関係が模式的に示されている。以下では、関節４１の角度を角度θ１で表し、関節４２の角度を角度θ２、関節４３の角度を角度θ３、関節４４の角度を角度θ４、関節４５の角度を角度θ５、関節４６の角度を角度θ６で表すものとする。
【００６１】
図２は、制御部５０の内部構成を示したブロック図である。図示されるように制御部５０には、第１モーター４１ｍを制御するための第１モーター制御部５１や、第２モーター４２ｍを制御するための第２モーター制御部５２、第３モーター４３ｍを制御するための第３モーター制御部５３、第４モーター４４ｍを制御するための第４モーター制御部５４、第５モーター４５ｍを制御するための第５モーター制御部５５、第６モーター４６ｍを制御するための第６モーター制御部５６、ロボット１全体の動作を制御するための全体制御部５０ａ、全体制御部５０ａが実行するプログラムなどを記憶したメモリー５０ｍなどが搭載されている。
【００６２】
第１モーター４１ｍには、第１モーター４１ｍの回転角度θ１を検出する角度センサー４１ｓが搭載されている。同様に、第２モーター４２ｍには、第２モーター４２ｍの回転角度θ２を検出する角度センサー４２ｓが搭載されており、第３モーター４３ｍには、第３モーター４３ｍの回転角度θ３を検出する角度センサー４３ｓが搭載され、第４モーター４４ｍには、第４モーター４４ｍの回転角度θ４を検出する角度センサー４４ｓが、第５モーター４５ｍには、第５モーター４５ｍの回転角度θ５を検出する角度センサー４５ｓが、第６モーター４６ｍには、第６モーター４６ｍの回転角度θ６を検出する角度センサー４６ｓが搭載されている。そして、それぞれのモーター制御部は、制御対象とするモーターに搭載された角度センサーからの出力に基づいて、それぞれのモーターの動作を制御する。すなわち、例えば第６モーター制御部５６は、角度センサー４６ｓで検出した回転角度θ６に基づいて、第６モーター４６ｍの動作を制御する。第３〜第５モーター制御部５３〜５５についても同様に、角度センサー４３ｓ〜４５ｓで検出した回転角度θ３〜θ５に基づいて、第３〜第５モーター４３ｍ〜４５ｍの動作を制御する。但し、第２モーター制御部５２については、角度センサー４２ｓで検出した回転角度θ２だけでなく、ジャイロセンサー３１の出力や、第３モーター制御部５３からの情報も用いて、第２モーター４２ｍの動作を制御する。第２モーター制御部５２が行う制御の詳細については後述する。
【００６３】
また、第１モーター制御部５１については、角度センサー４１ｓで検出した回転角度θ１だけでなく、ジャイロセンサー３０の出力も用いて、第１モーター４１ｍの動作を制御する。第１モーター制御部５１が行う制御の詳細についても後述する。また、図２に示されるように、力センサー２７の出力も制御部５０に供給される。そして、制御部５０は、角度センサー４１ｓ〜４６ｓや、ジャイロセンサー３０，３１や、力センサー２７の出力を、１００Ｈｚ以上の周期でサンプリングする。
【００６４】
図３（ａ）は、第４モーター制御部５４が第４モーター４４ｍを制御する動作を示したブロック図である。また、図３（ｂ）は、第５モーター制御部５５が第５モーター４５ｍを制御する動作を示したブロック図であり、図３（ｃ）は、第６モーター制御部５６が第６モーター４６ｍを制御する動作を示したブロック図である。図示されるように、第４モーター制御部５４、第５モーター制御部５５、第６モーター制御部５６は、制御対象が第４モーター４４ｍ、第５モーター４５ｍ、第６モーター４６ｍと異なるだけで制御内容は全く同様である。そこで、図３（ａ）に示した第４モーター制御部５４を例に用いて説明する。
【００６５】
第４モーター制御部５４は、図２に示した全体制御部５０ａから目標位置Ｐｃを受け取って、角度センサー４４ｓの回転角度θ４が目標位置Ｐｃとなるような制御を行う。従って、基本的には角度センサー４４ｓで検出した回転角度θ４をフィードバック制御する大きなループと、その内側で角速度をフィードバック制御する小さなループが回るような制御構造となっている。すなわち、図３（ａ）に示されるように、全体制御部５０ａからの目標位置Ｐｃは位置制御部５４ａに入力される。この時、角度センサー４４ｓで検出した回転角度θ４は、回転角度算出部５４ｄで位置フィードバック値Ｐfbに変換された後、目標位置Ｐｃから減算されて位置制御部５４ａに入力される。
【００６６】
位置制御部５４ａでは、目標位置Ｐｃと位置フィードバック値Ｐfbとの偏差に応じた目標角速度ωｃを生成して、角速度制御部５４ｂに入力する。また、この時、角度センサー４４ｓで検出した回転角度θ４は、角速度算出部５４ｃで角速度フィードバック値ωfbに変換された後、目標角速度ωｃから減算されて角速度制御部５４ｂに入力される。そして、角速度制御部５４ｂでは、目標角速度ωｃと角速度フィードバック値ωfbとの偏差に応じて、第４モーター４４ｍを制御する。その結果が、角度センサー４４ｓで検出する回転角度θ４に反映されて、回転角度算出部５４ｄを介して位置フィードバック制御が行われ、角速度算出部５４ｃを介して角速度フィードバック制御が行われる。
【００６７】
図４は、第１モーター制御部５１が第１モーター４１ｍを制御する動作を示したブロック図である。第１モーター制御部５１も、角度センサー４１ｓで検出した回転角度θ１を用いて制御する。この点では、上述した第４モーター制御部５４、第５モーター制御部５５、第６モーター制御部５６が行う制御と同様である。しかし、第１モーター制御部５１は、ジャイロセンサー３０の出力も用いて第１モーター４１ｍの動作を制御する。このことと対応して、第１モーター制御部５１が行う制御は、角度センサー４１ｓで検出した回転角度θ１を用いて行う位置フィードバック制御および角速度フィードバック制御に、ジャイロセンサー３０の出力を用いて行う角速度フィードバック制御を組み合わせたものとなっている。図４中では、回転角度θ１を用いて行う位置フィードバック制御および角速度フィードバック制御を実線の矢印で表し、ジャイロセンサー３０の出力を用いて行う角速度フィードバック制御を破線の矢印で表している。以下、図４に従って説明する。
【００６８】
第１モーター制御部５１においても、全体制御部５０ａから目標位置Ｐｃは位置制御部５１ａに入力される。この時、角度センサー４１ｓで検出した回転角度θ１は、回転角度算出部５１ｄで位置フィードバック値Ｐfbに変換された後、目標位置Ｐｃから減算されて位置制御部５１ａに入力される。
【００６９】
位置制御部５１ａでは、目標位置Ｐｃと位置フィードバック値Ｐfbとの偏差に応じた目標角速度ωｃを生成して、角速度制御部５１ｂに入力する。また、この時、角度センサー４１ｓからの出力と、ジャイロセンサー３０からの出力とに基づいて生成された角速度フィードバック値ωfbが目標角速度ωｃから減算されて、角速度制御部５１ｂに入力される。角度センサー４１ｓからの出力と、ジャイロセンサー３０からの出力とに基づいて角速度フィードバック値ωfbを生成する方法については後述する。
【００７０】
そして、角速度制御部５１ｂでは、目標角速度ωｃと角速度フィードバック値ωfbとの偏差に応じて、第１モーター４１ｍを制御する。その結果、角度センサー４１ｓで検出される回転角度θ１が変化する。また、第１モーター４１ｍによってアーム部材２１が回転する結果、ジャイロセンサー３０からは角速度ωA1が出力される。このうち、角度センサー４１ｓで検出した回転角度θ１は、回転角度算出部５１ｄで位置フィードバック値Ｐfbに変換される。こうして得られた位置フィードバック値Ｐfbを目標位置Ｐｃにフィードバックすることによって、位置フィードバック制御が行われる。
【００７１】
一方、角速度フィードバック値ωfbは次のようにして生成される。先ず、角度センサー４１ｓで検出された回転角度θ１は角速度算出部５１ｃに供給される。そして、角速度算出部５１ｃは回転角度θ１から、第１モーター４１ｍの角速度ωm1と、アーム部材２１の角速度ωA1m とを生成する。ここでアーム部材２１の角速度ωA1m とは、第１モーター４１ｍの角速度ωm1を、第１モーター４１ｍとアーム部材２１との間の関節４１の減速比で除算した値である。このアーム部材２１の角速度ωA1m は、本来は、ジャイロセンサー３０から得られた角速度ωA1と一致する筈である。従って、これらの偏差は、関節４１の回転軸を中心とするアーム部材２１の振動成分を表している。
【００７２】
そこで、ジャイロセンサー３０から得られた角速度ωA1から、アーム部材２１の角速度ωA1m を減算することによって、振動成分に相当する振動加速度ωA1s を生成する。その後、このアーム部材２１の振動加速度ωA1s を、変換部５１ｅで関節４１の減速比を乗算することによって第１モーター４１ｍの振動加速度ωm1s に変換する。そして、この振動加速度ωm1s に、補正値算出部５１ｆでゲイン係数Ｋａを乗算することによって、補正値Ｋａ・ωm1s を算出する。こうして求めた補正値Ｋａ・ωm1s と、角速度算出部５１ｃで求めた角速度ωm1とを加算することによって、角速度フィードバック値ωfbを算出する。第１モーター制御部５１では、このようにして角度センサー４１ｓおよびジャイロセンサー３０の出力から求めた角速度フィードバック値ωfbを用いて、角速度フィードバック制御を行う。尚、ロボット１の動作時にアーム２０の振動を抑制するためには、ゲイン係数Ｋａを適切に設定しておくことが重要となる。本実施例のロボット１では、ゲイン係数Ｋａの設定にも特徴があるが、この点については後ほど詳しく説明する。
【００７３】
図５は、第２モーター制御部５２が第２モーター４２ｍを制御する動作と、第３モーター制御部５３が第３モーター４３ｍを制御する動作とを示したブロック図である。第２モーター制御部５２の制御と第３モーター制御部５３の制御とをまとめて表しているのは、図２に示したように、第２モーター制御部５２が第２モーター４２ｍを制御する際に、第３モーター制御部５３からの情報を利用するためである。これと同時に、第２モーター制御部５２が第２モーター４２ｍを制御する際に出力を用いるジャイロセンサー３１は、第３モーター４３ｍによって駆動されるアーム部材２３に搭載されているためである。
【００７４】
もっとも、第３モーター制御部５３だけに着目すれば、第３モーター制御部５３が行う制御は、前述した第４モーター制御部５４や、第５モーター制御部５５、第６モーター制御部５６が行う制御と同様である。そこで、先ず、第３モーター制御部５３が行う制御について簡単に説明する。
【００７５】
第３モーター制御部５３では、図２に示した全体制御部５０ａから受け取った目標位置Ｐｃが位置制御部５３ａに入力される。この時、角度センサー４３ｓで検出した回転角度θ３は、回転角度算出部５３ｄで位置フィードバック値Ｐfbに変換された後、目標位置Ｐｃから減算されて位置制御部５３ａに入力される。位置制御部５３ａでは、目標位置Ｐｃと位置フィードバック値Ｐfbとの偏差に応じた目標角速度ωｃを生成して、角速度制御部５３ｂに入力する。また、この時、角度センサー４３ｓで検出した回転角度θ３は、角速度算出部５３ｃで角速度フィードバック値ωfbに変換された後、目標角速度ωｃから減算されて角速度制御部５３ｂに入力される。そして、角速度制御部５３ｂでは、目標角速度ωｃと角速度フィードバック値ωfbとの偏差に応じて、第３モーター４３ｍを制御する。その結果が、角度センサー４３ｓで検出する回転角度θ３に反映されて、回転角度算出部５３ｄを介して位置フィードバック制御が行われ、角速度算出部５３ｃを介して角速度フィードバック制御が行われる。
【００７６】
また、第３モーター４３ｍが駆動された結果、アーム部材２３が回転するので、アーム部材２３に搭載されたジャイロセンサー３１からは角速度ωA3が出力される。第２モーター制御部５２は、このジャイロセンサー３１の出力を角速度フィードバック制御に利用する。ジャイロセンサー３１の出力を角速度フィードバック制御に利用する基本的な方法は、第１モーター制御部５１がジャイロセンサー３０の出力を利用する方法と同様である。また、第２モーター制御部５２は、第３モーター制御部５３の角速度算出部５３ｃで得られた角速度ωA3m も、角速度フィードバック制御に利用する。図５では、第２モーター制御部５２が、ジャイロセンサー３１の出力や、第３モーター制御部５３の角速度算出部５３ｃで得られた角速度ωA3m を用いて角速度フィードバック制御する部分を、破線の矢印で表している。
【００７７】
第２モーター制御部５２においても、全体制御部５０ａから目標位置Ｐｃは位置制御部５２ａに入力される。この時、角度センサー４２ｓで検出した回転角度θ２は、回転角度算出部５２ｄで位置フィードバック値Ｐfbに変換された後、目標位置Ｐｃから減算されて位置制御部５２ａに入力される。位置制御部５２ａでは、目標位置Ｐｃと位置フィードバック値Ｐfbとの偏差に応じた目標角速度ωｃを生成して、角速度制御部５２ｂに入力する。また、この時、角度センサー４２ｓからの出力や、ジャイロセンサー３１からの出力や、第３モーター制御部５３の角速度算出部５３ｃで得られた角速度ωA3m を用いて生成された角速度フィードバック値ωfbが目標角速度ωｃから減算されて、角速度制御部５２ｂに入力される。角度センサー４２ｓからの出力と、ジャイロセンサー３１からの出力や、第３モーター制御部５３の角速度算出部５３ｃで得られた角速度ωA3m に基づいて角速度フィードバック値ωfbを生成する方法については後述する。
【００７８】
そして、角速度制御部５２ｂでは、目標角速度ωｃと角速度フィードバック値ωfbとの偏差に応じて、第２モーター４２ｍを制御する。その結果、角度センサー４２ｓで検出される回転角度θ２が回転角度算出部５２ｄで位置フィードバック値Ｐfbに変換される。こうして得られた位置フィードバック値Ｐfbを目標位置Ｐｃにフィードバックすることによって、位置フィードバック制御が行われる。
【００７９】
また、第２モーター４２ｍが駆動されることによってアーム部材２２が回転し、その結果、アーム部材２３が回転してジャイロセンサー３１からは角速度ωA3が出力される。この角速度ωA3は、第２モーター制御部５２の角速度フィードバック値ωfbを介して、第２モーター４２ｍの角速度フィードバック制御に用いられる。
【００８０】
この第２モーター制御部５２の角速度フィードバック値ωfbは、次のようにして生成される。先ず、角度センサー４２ｓで検出された回転角度θ２は角速度算出部５２ｃに供給される。そして、角速度算出部５２ｃは回転角度θ２から、第２モーター４２ｍの角速度ωm2と、アーム部材２２の角速度ωA2m とを生成する。アーム部材２２の角速度ωA2m は、第２モーター４２ｍの角速度ωm2を、第２モーター４２ｍとアーム部材２２との間の関節４２の減速比で除算することによって算出できる。
【００８１】
仮に、第３モーター４３ｍが固定されているとしたら、アーム部材２２とアーム部材２３とは一体と考えて良いので、アーム部材２２の角速度ωA2m は、本来は、ジャイロセンサー３１から得られた角速度ωA3と一致する筈である。従って、これらの偏差は、第３モーター４３ｍが固定されているとした場合のアーム部材２２の振動成分を表している。しかし実際には、第３モーター４３ｍは固定されていないので、関節４３も回転する。従って、ジャイロセンサー３１から得られた角速度ωA3から、アーム部材２２の角速度ωA2m と、アーム部材２３の角速度ωA3m とを減算することによって、関節４２での振動成分に相当する振動加速度ωA2s を算出することができる。
【００８２】
その後、こうして得られたアーム部材２２の振動加速度ωA2s を、変換部５２ｅで関節４２の減速比を乗算することによって第２モーター４２ｍの振動加速度ωm2s に変換する。そして、この振動加速度ωm2s に、補正値算出部５２ｆでゲイン係数Ｋａを乗算することによって、補正値Ｋａ・ωm2s を算出する。尚、このゲイン係数Ｋａは、第１モーター制御部５１の補正値算出部５１ｆで用いるゲイン係数Ｋａとは異なる値とすることもできる。こうして求めた補正値Ｋａ・ωm2s と、角速度算出部５２ｃで求めた角速度ωm2とを加算することによって、角速度フィードバック値ωfbを算出する。第２モーター制御部５２では、このようにして角速度フィードバック制御を行う。尚、第２モーター制御部５２においても、アーム２０の振動を抑制するためにはゲイン係数Ｋａを適切に設定しておくことが重要となる。
【００８３】
第２モーター制御部５２のゲイン係数Ｋａは、アーム部材２２に対するアーム部材２３の回転角度θ３に基づいて設定する。また、第１モーター制御部５１のゲイン係数Ｋａは、アーム部材２１に対するアーム部材２２の回転角度θ２に基づいて設定する。尚、第１モーター制御部５１のゲイン係数Ｋａについては、第２モーター制御部５２のゲイン係数Ｋａとほぼ同様なので、先ず始めに、第２モーター制御部５２のゲイン係数Ｋａについて説明する。
【００８４】
図６は、第２モーター制御部５２のゲイン係数Ｋａを設定する際の回転角度θ３を示した説明図である。すなわち、アーム部材２２の両側の関節４２および関節４３を結ぶ直線と、アーム部材２３の両側の関節４３および関節４４を結ぶ直線とを考えて、これらの直線がなす角度を回転角度θ３として使用する。この回転角度θ３が１８０°に近付くほどアーム部材２２とアーム部材２３とが延びた状態となり、回転角度θ３が０°に近付くほどアーム部材２２とアーム部材２３とが折り畳まれた状態となる。本実施例では、回転角度θ３が１８０°に近付くほど、第２モーター制御部５２のゲイン係数Ｋａを大きな値に設定し、回転角度θ３が０°に近付くほど、第２モーター制御部５２のゲイン係数Ｋａを小さな値に設定する。これは次のような理由による。
【００８５】
アーム部材２２とアーム部材２３とが延びた状態（回転角度θ３が１８０°に近い状態）では、関節４２の回転軸まわりの慣性モーメントが大きくなるので、動作に伴い大きな振動が発生するようになる。その結果、振動抑制効果を高めるために、第２モーター４２ｍが大きなトルクを発生させる必要があり、第２モーター制御部５２のゲイン係数Ｋａは大きくすることが望ましい。また、アーム部材２２とアーム部材２３とが延びた状態では、アーム２０の制御も不安定となりにくい。このため、第２モーター制御部５２のゲイン係数Ｋａを大きな値に設定することで、アーム２０の振動を速やかに抑制することができる。
【００８６】
また、アーム部材２２とアーム部材２３とが折り畳まれた状態（回転角度θ３が０°あるいは３６０°に近い状態）では、関節４２の回転軸まわりの慣性モーメントが小さいので、それほど大きなトルクを発生させる必要はなく、従って、第２モーター制御部５２のゲイン係数Ｋａを大きくしなくても振動を抑制することができる。また、アーム部材２２とアーム部材２３とが折り畳まれた状態では、アーム２０の制御が不安定となりやすく、振動が発振し易いので、第２モーター制御部５２のゲイン係数Ｋａを小さく設定しておいた方が、アーム２０の制御が発振することを防止し、制御を安定させることができるので望ましい。
【００８７】
図７は、第２モーター制御部５２のゲイン係数Ｋａを設定する処理のフローチャートである。第２モーター制御部５２のゲイン係数Ｋａを設定するに際しては、先ず始めに、角度センサー４３ｓの出力に基づいて回転角度θ３を検出する（ステップＳ１０１）。図６を用いて前述したように、回転角度θ３はアーム部材２２とアーム部材２３とがなす角度である。
【００８８】
続いて、検出した回転角度θ３が第１閾値角度θth1 未満か否かを判断する（ステップＳ１０２）。ここで、第１閾値角度θth1 は、０°〜１１０°の範囲（より好ましくは４５°〜９０°の範囲）から選択された適切な角度（代表的には９０°）に設定される。その結果、回転角度θ３が第１閾値角度θth1 未満であった場合は（ステップＳ１０２：ｙｅｓ）、第２モーター制御部５２のゲイン係数ＫａをＫa1に設定する（ステップＳ１０３）。ここでＫa1は、０〜０．３の範囲（より好ましくは０〜０．２の範囲）から選択された適切な値に設定されている。
【００８９】
これに対して、回転角度θ３が第１閾値角度θth1 未満ではなかった場合は（ステップＳ１０２：ｎｏ）、回転角度θ３が第１閾値角度θth1 以上で、第２閾値角度θth2 未満であるか否かを判断する（ステップＳ１０４）。第２閾値角度θth2 は、６０°〜１５０°の範囲（より好ましくは８０°〜１４０°の範囲）から選択された適切な角度（代表的には１３５°）に設定される。その結果、回転角度θ３が第１閾値角度θth1 以上で第２閾値角度θth2 未満であった場合は（ステップＳ１０４：ｙｅｓ）、第２モーター制御部５２のゲイン係数ＫａをＫa2に設定する（ステップＳ１０５）。Ｋa2は、０〜０．５の範囲（より好ましくは０．１〜０．４の範囲）から選択された適切な値に設定されている。
【００９０】
回転角度θ３が第１閾値角度θth1 以上で第２閾値角度θth2 未満ではなかった場合は（ステップＳ１０４：ｎｏ）、回転角度θ３が第２閾値角度θth2 以上で、第３閾値角度θth3 未満であるか否かを判断する（ステップＳ１０６）。第３閾値角度θth3 は、２１０°〜３００°の範囲（より好ましくは２２０°〜２８０°の範囲）から選択された適切な角度（代表的には２２５°）に設定される。その結果、回転角度θ３が第２閾値角度θth2 以上で第３閾値角度θth3 未満であった場合は（ステップＳ１０６：ｙｅｓ）、第２モーター制御部５２のゲイン係数ＫａをＫa3に設定する（ステップＳ１０７）。Ｋa3は、０．１〜０．８の範囲（より好ましくは０．２〜０．５の範囲）から選択された適切な値に設定されている。
【００９１】
回転角度θ３が第２閾値角度θth2 以上で第３閾値角度θth3 未満ではなかった場合は（ステップＳ１０６：ｎｏ）、回転角度θ３が第３閾値角度θth3 以上で、第４閾値角度θth4 未満であるか否かを判断する（ステップＳ１０８）。第４閾値角度θth4 は、２５０°〜３６０°の範囲（より好ましくは２７０°〜３１５°の範囲）から選択された適切な角度（代表的には２７０°）に設定される。その結果、回転角度θ３が第３閾値角度θth3 以上で第４閾値角度θth4 未満であった場合は（ステップＳ１０８：ｙｅｓ）、第２モーター制御部５２のゲイン係数ＫａをＫa4に設定する（ステップＳ１０９）。Ｋa4は、０〜０．５の範囲（より好ましくは０．１〜０．４の範囲）から選択された適切な値に設定されている。
【００９２】
これに対して、回転角度θ３が第３閾値角度θth3 以上で第４閾値角度θth4 未満ではなかった場合は（ステップＳ１０８：ｎｏ）、第２モーター制御部５２のゲイン係数ＫａをＫa5に設定する（ステップＳ１１０）。Ｋa5は、０〜０．３の範囲（より好ましくは０〜０．２の範囲）から選択された適切な値に設定されている。尚、第２モーター制御部５２のゲイン係数Ｋａに設定されるＫa1、Ｋa2、Ｋa3、Ｋa4、Ｋa5は、Ｋa1＜Ｋa2＜Ｋa3＞Ｋa4＞Ｋa5となるように設定されている。ここで、Ｋa1とＫa5とは同じ値を用いることができるし、異なる値を用いることもできる。同様に、Ｋa2とＫa4とは同じ値を用いることができるし、異なる値を用いることもできる。
【００９３】
尚、上述した本実施例では、アーム部材２２に対するアーム部材２３の回転角度θ３を５つの範囲に分けて、それぞれの範囲について第２モーター制御部５２のゲイン係数Ｋａを適切に設定するものとして説明した。しかし、必ずしも５つの範囲に分ける場合に限られるわけではなく、例えば、２つ、３つ、４つ、または、６つ以上の範囲に分けてもよい。また、第２モーター制御部５２のゲイン係数Ｋａを段階状に変化させるのではなく、回転角度θ３に応じて連続してゲイン係数Ｋａを変化させても構わない。
【００９４】
以上では、アーム部材２２に対するアーム部材２３の回転角度θ３に応じて、第２モーター制御部５２のゲイン係数Ｋａを設定する処理について説明した。第１モーター制御部５１のゲイン係数Ｋａについても、ほぼ同様にして行うことができる。すなわち、アーム部材２１に対するアーム部材２２の回転角度θ２を検出し（図７のステップＳ１０１に相当）、回転角度θ２を、予め設定しておいた閾値の角度と比較して（図７のステップＳ１０２、Ｓ１０４、Ｓ１０６、Ｓ１０８、Ｓ１１０に相当）、その大小関係に応じて第１モーター制御部５１のゲイン係数Ｋａの値を設定すればよい（図７のステップＳ１０３、Ｓ１０５、Ｓ１０７、Ｓ１０９、Ｓ１１１に相当）。また、この時に比較する閾値の個数は、４つに限られるわけではなく、４つより少なくても良いし、４つより多くても良い。
【００９５】
以上のようにすれば、回転角度θ３に応じて第２モーター制御部５２のゲイン係数Ｋａを適切に設定し、回転角度θ２に応じて第１モーター制御部５１のゲイン係数Ｋａを適切に設定することができるので、アーム２０の振動を速やかに減衰させることが可能となる。尚、以下では、第２モーター制御部５２のゲイン係数Ｋａ、および第１モーター制御部５１のゲイン係数Ｋａをまとめて、単にゲイン係数Ｋａと呼ぶことがある。
【００９６】
また、振動加速度ωA2s が逆位相になるときは、ゲイン係数Ｋａを負の値に設定することで、より速やかに振動を抑制して、制御を安定化させることができる。この場合、第２モーター制御部５２のゲイン係数ＫａのＫa1、Ｋa2、Ｋa3、Ｋa4、Ｋa5は、次のような値に設定される。
【００９７】
先ず、Ｋa1は、−０．２〜０．３の範囲（より好ましくは−０．１〜０．１の範囲）から選択した適切な値とする。また、Ｋa2は、０．１〜０．４の範囲（より好ましくは０．１〜０．３の範囲）から選択した適切な値とする。Ｋa3は、０．３〜０．７の範囲（より好ましくは０．３〜０．６の範囲）から選択した適切な値とする。Ｋa4は、０．１〜０．４の範囲（より好ましくは０．１〜０．３の範囲）から選択した適切な値とする。更に、Ｋa5は、−０．２〜０．３の範囲（より好ましくは−０．１〜０．１の範囲）から選択した適切な値とすることができる。このような範囲からＫa1、Ｋa2、Ｋa3、Ｋa4、Ｋa5を選択して設定することで、アーム２０の振動を抑制して制御の安定化を実現することが可能となる。
【００９８】
以上説明した本実施例のロボット１では、容易かつ確実に、アーム２０の振動を抑制することができる。また、アーム２０の先端側から逆ヤコビアンを解くなどの、膨大な演算が不要となる。このため、ロボット１の制御における応答速度を速くすることができ、また、制御部５０の構成を簡素化することができる。また、逆ヤコビアンを解く場合のように特異点を含むような演算が存在しないので、演算が簡単になるだけでなく、制御が不能となる条件も存在しないので、ロボット１の制御を確実に実行することができる。
【００９９】
加えて本実施例のロボット１は、アーム部材２２を駆動する第２モーター４２ｍの制御のために、アーム部材２３に取り付けられたジャイロセンサー３１の出力も使用している。このアーム部材２３はアーム部材２２よりも先端側に存在するので、ジャイロセンサー３１の出力にはアーム部材２３の振動に加えてアーム部材２２の振動も含まれる。そのため、ジャイロセンサー３１の出力を第２モーター４２ｍの制御に利用すればアーム部材２３およびアーム部材２２の振動を併せて制御することが可能となり、振動抑制効果を高めることができる。また、より振動が大きい基台側の関節を制御することができるので、アーム部材２２の振動をより一層有効に抑制することができる。更に、回転軸の方向が一致しているアーム部材２３とアーム部材２２とに対して1個のジャイロセンサー３１で振動を抑制できるので、関節の数よりも少ない角速度センサーを用いてアームの振動を抑制することが可能となる。
【０１００】
また、ジャイロセンサー３０はアーム部材２１に取り付けられており、ジャイロセンサー３１は、関節４２、アーム部材２２、および関節４３を介してアーム部材２１に接続されたアーム部材２３に取り付けられている。そして、アーム部材２１を回転させる関節４１の回転軸と、関節４２および関節４３の回転軸とは直交している。このため、（ジャイロセンサー３０が取り付けられた）アーム部材２１の角速度と、（ジャイロセンサー３１が取り付けられた）アーム部材２３の角速度とを、互いに混在しない単純な回転成分として検出することができる。その結果、より簡単に、精度良く、且つ、確実に、アーム２０の振動を抑制することが可能となる。更に、アーム部材２１の角速度と、アーム部材２３の角速度とが混在しない単純な回転成分として検出することができるので、それぞれの成分毎にフィードバック制御を行うことで、より確実にアーム２０の振動を抑制することが可能となる。
【０１０１】
加えて、アーム部材２２に対するアーム部材２３の回転角度θ３に応じてゲイン係数Ｋａを設定することで、制御を安定させつつ、アーム２０の振動を確実に抑制することが可能となる。
【０１０２】
更に加えて、本実施例のロボット１のように、アーム２０の先端に取り付けられたエンドエフェクターやロボットハンドに掛かる荷重を、力センサー２７を用いて検出する場合には、荷重の検出感度を高めるために力センサー２７の部分の剛性が低くなり、アーム２０全体の剛性が低下する。そして、アーム２０全体の剛性が低下すると様々な次数の共振が発生し易くなるため、アーム２０の振動を抑制することは困難となる。このため従来は、荷重の検出感度を低く抑える代わりに、アーム２０全体の剛性を高く保つことによってアーム２０の振動をできるだけ速やかに抑制するか、もしくは、アーム２０の振動を速やかに抑制することは諦める代わりに、荷重を高い感度で検出することによって、例えば壊れ易いワークを把持可能とするかの、二者択一を迫られていた。しかし、本実施例のロボット１では、たとえアーム２０全体の剛性が低くなっても、ジャイロセンサー３０，３１の出力をフィードバック制御することでアーム２０の振動を速やかに抑制することができる。このため、アーム２０の振動を速やかに抑制することと、例えば壊れ易いワークを把持するような微妙な制御を実現することとを、両立させることが可能となる。
【０１０３】
上述した本実施例のロボット１が、ジャイロセンサー３０，３１の出力をフィードバック制御することによる振動抑制可能なことを確認するために、以下のような確認試験を行った。先ず、図８（ａ）に示したように、アーム部材２２〜２６が水平に伸びた状態となるように関節４２〜４６を固定する。そして、関節４１を回転させて、図８（ｂ）に示すようにアーム２０全体を９０°回転させて停止させる。アーム２０の先端が停止する位置にレーザー式変位計を設けておき、アーム２０の先端の変位（振動）を実測した。また、アーム２０を回転させる際には、関節４１を最大角加速度２２００°／ｓ２、最大角速度２７５°／ｓで駆動した。アーム２０の先端には、３ｋｇの被計測部材を取り付けた。尚、レーザー式変位計のレーザーは被計測部材の表面に当てて、アーム２０の先端の変位を測定している。
【０１０４】
図９は、実測結果を示す説明図である。図中の縦軸はレーザー式変位計で測定したアーム２０先端の被計測部材の変位（単位はｍｍ）であり、横軸は、アーム２０を９０°回転させた時点（アーム２０の先端の被計測部材が目標位置を最初に通過した瞬間）からの経過時間（単位は秒）である。ちなみに、ロボット１の制御周期は８ｋＨｚであり、アーム２０先端の変位は１ｍｓｅｃのサンプリング間隔で計測した。
【０１０５】
図９中に示した破線は、ジャイロセンサー３０，３１の出力をフィードバック制御しなかった場合（ジャイロ制御なし）の実測結果を表している。これに対して、図９中に示した実線は、ジャイロセンサー３０，３１の出力をフィードバック制御した場合（ジャイロ制御あり）の実測結果を表している。図から明らかなように、ジャイロセンサー３０，３１の出力をフィードバック制御することで、アーム２０の先端の振動を大幅に抑制可能であることが確認できる。尚、ジャイロ制御時のゲイン係数Ｋａは適切な値に設定されている。
【０１０６】
図１０は、それぞれの場合について整定時間の計測結果を示した説明図である。ここで整定時間とは、アーム２０の先端が停止位置（この場合は、関節４１が９０°回転した位置）を最初に通過してから、変位の振幅が±０．０５ｍｍ以下になるまでに要する時間である。尚、図中には参考として、アーム２０の先端に１ｋｇの被計測部材を取り付けた場合も破線で示されている。
【０１０７】
図中に示されるように、アーム２０の先端の被計測部材が３ｋｇの条件では、ジャイロ制御なしの場合の整定時間が１．８秒であるのに対し、ジャイロ制御を行うと整定時間が０．６秒に短縮された。また、アーム２０の先端の被計測部材が１ｋｇの条件では、ジャイロ制御なしの場合の整定時間が１．３秒であるのに対し、ジャイロ制御を行うと整定時間が０．５秒に短縮された。もちろん、アーム２０の先端に取り付けた被計測部材の重さが、１ｋｇあるいは３ｋｇ以外の場合でも、ジャイロ制御を行うことで整定時間を大幅に短縮することができる。このように、アーム２０の振動の抑制が困難な条件になるほど、ジャイロセンサー３０，３１の出力をフィードバック制御することで大きな振動抑制効果を得ることが可能となる。
【０１０８】
また、上述した方向とは異なる方向にアーム２０を回転させた場合についても、ジャイロ制御による振動抑制効果の確認試験を行った。すなわち、図１１に示したようにアーム部材２２〜２６が水平に伸びた状態から、関節４２を９０°回転させて停止させる。この結果、関節４２よりも先端側のアーム部材２２〜２６が振り上げられるような動作することになる。そして、アーム２０の先端が停止する位置にレーザー式変位計を設けておき、アーム２０の先端の変位（振動）を実測した。また、アーム２０を回転させる際には、関節４２を最大角加速度２２００°／ｓ２、最大角速度２７５°／ｓで駆動した。アーム２０の先端には、３ｋｇの被計測部材を取り付けた。尚、レーザー式変位計のレーザーは被計測部材の表面に当てて、アーム２０の先端の変位を測定している。
【０１０９】
図１２は、アーム２０を振り上げた場合の確認試験によって求められた整定時間の計測結果を示した説明図である。ここで、アーム２０を振り上げた場合（振り下げる場合も同様）の整定時間は、アーム２０の先端が停止位置（この場合は、関節４２が９０°回転した位置）を最初に通過してから、変位の振幅が±０．１ｍｍ以下になるまでに要する時間として定義した。また、図中には参考として、アーム２０の先端に５ｋｇの被計測部材を取り付けた場合も破線で示されている。
【０１１０】
アーム２０の先端の被計測部材が３ｋｇの条件では、図中に実線で示されるように、ジャイロ制御なしの場合の整定時間が１．３秒であるのに対し、ジャイロ制御を行うと整定時間が０．４秒に短縮された。また、アーム２０の先端の被計測部材が５ｋｇの条件では、図中に破線で示されるように、ジャイロ制御なしの場合の整定時間が２．０秒であるのに対し、ジャイロ制御を行うと整定時間が０．６秒に短縮された。もちろん、アーム２０の先端に取り付けた被計測部材の重さが、３ｋｇあるいは５ｋｇ以外の場合でも、ジャイロ制御を行うことで整定時間を大幅に短縮することができる。このように、アーム２０を振り上げる（あるいは振り下げる）場合にも、アーム２０の振動の抑制が困難な条件になるほど、ジャイロセンサー３０，３１の出力をフィードバック制御することで、大きな振動抑制効果が得られることが確認できる。
【０１１１】
上述した本実施例のロボット１には、幾つかの変形例が存在する。以下、これらの変形例について、本実施例との相違点を中心として簡単に説明する。尚、変形例の説明に際しては、本実施例と同じ構成については同じ番号を符番することとして、改めての説明は省略する。
【０１１２】
図１３は、第１変形例のロボット２の構成を示した説明図である。上述した実施例および変形例では、アーム部材２１のジャイロセンサー３０と、アーム部材２３のジャイロセンサー３１とを搭載していた。しかし、アーム部材２３に搭載するジャイロセンサー３１の代わりに、アーム部材２２にジャイロセンサー３２を搭載しても良い。この場合、ジャイロセンサー３２が搭載されたアーム部材２２を駆動する第２モーター４２ｍの制御は、ジャイロセンサー３０が搭載されたアーム部材２１を駆動する第１モーター４１ｍの制御と同様となる。従って、第１変形例のロボット２における第２モーター制御部５２の制御内容は、図４を用いて前述した第１モーター制御部５１の制御内容と同様となる。
【０１１３】
また、第１変形例のロボット２のアーム部材２３にはジャイロセンサー３１は搭載されていないので、アーム部材２３を駆動する第３モーター４３ｍの制御は、アーム部材２４を駆動する第４モーター４４ｍや、アーム部材２５を駆動する第５モーター４５ｍ、アーム部材２６を駆動する第６モーター４６ｍの制御と同様となる。従って、第１変形例のロボット２における第３モーター制御部５３の制御内容は、図３を用いて前述した第４モーター制御部５４や、第５モーター制御部５５、第６モーター制御部５６の制御内容と同様となる。
【０１１４】
図１４は、第２変形例のロボット３の構成を示した説明図である。上述した実施例および第１変形例では、アーム部材２１のジャイロセンサー３０と、アーム部材２３のジャイロセンサー３１とを搭載していた。しかし、アーム部材２２にもジャイロセンサー３２を搭載しても良い。この場合、ジャイロセンサー３２が搭載されたアーム部材２２を駆動する第２モーター４２ｍの制御、およびジャイロセンサー３１が搭載されたアーム部材２３を駆動する第３モーター４３ｍの制御は、ジャイロセンサー３０が搭載されたアーム部材２１を駆動する第１モーター４１ｍの制御と同様となる。従って、第２変形例のロボット３における第２モーター制御部５２の制御内容、および第３モーター制御部５３の制御内容は、図４を用いて前述した第１モーター制御部５１の制御内容と同様とすればよい。
【０１１５】
特に、図１４に示されるように第２変形例のロボット３では、ジャイロセンサー３２が搭載されたアーム部材２２を駆動する第２モーター４２ｍの回転軸と、ジャイロセンサー３１が搭載されたアーム部材２３を駆動する第３モーター４３ｍの回転軸とが平行となっている。このため、ジャイロセンサー３２を用いた第２モーター４２ｍの制御と、ジャイロセンサー３１を用いた第３モーター４３ｍの制御とを独立して行うのではなく、ジャイロセンサー３２の出力を用いてジャイロセンサー３１の出力を補正しても良い。
【０１１６】
図１５は、このような第２変形例のロボット３で、ジャイロセンサー３２の出力を用いてジャイロセンサー３１の出力を補正する場合に、第２モーター制御部５２および第３モーター制御部５３で行われる制御内容を例示した説明図である。上述したように、第２モーター制御部５２および第３モーター制御部５３で行われる制御内容は、図４を用いて前述した第１モーター制御部５１の制御内容と同様である。但し、図１５に示した第２変形例では、ジャイロセンサー３１で検出したωA3は、そのまま第３モーター制御部５３に入力されるのではなく、ジャイロセンサー３２で検出した角速度ωA2を減算してから第３モーター制御部５３に入力されている。
【０１１７】
これは、次のような理由による。先ず、第２モーター４２ｍの回転軸と第３モーター４３ｍの回転軸とが平行なので、ジャイロセンサー３１で検出される角速度ωA3は、第３モーター４３ｍがアーム部材２３を駆動したことによるものだけでなく、第２モーター４２ｍがアーム部材２２を駆動したことによるものが含まれている。従って、ジャイロセンサー３１で検出した角速度ωA3から、ジャイロセンサー３２で検出した角速度ωA2を減算してやることで、第３モーター４３ｍがアーム部材２３を駆動したことによる角速度を精度良く検出することが可能となるためである。その結果、アーム部材２３の振動加速度ωA3s をより精度良く検出して、第３モーター４３ｍの制御にフィードバックすることができるので、アーム２０の振動を速やかに抑制することが可能となる。
【０１１８】
以上、本実施例および各種変形例について説明したが、本発明は上記の実施例および変形例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能である。
【符号の説明】
【０１１９】
１…ロボット、    ２…ロボット、    ３…ロボット、    １０…基台、    ２０…アーム、    ２１〜２６…アーム部材、    ２７…力センサー、    ３０〜３２…ジャイロセンサー、    ４１〜４６…関節、    ４１ｍ…第１モーター、    ４１ｓ…角度センサー、    ４２ｍ…第２モーター、    ４２ｓ…角度センサー、    ４３ｍ…第３モーター、    ４３ｓ…角度センサー、    ４４ｍ…第４モーター、    ４４ｓ…角度センサー、    ４５ｍ…第５モーター、    ４５ｓ…角度センサー、    ４６ｍ…第６モーター、    ４６ｓ…角度センサー、    ５０…制御部、    ５０ａ…全体制御部、    ５０ｍ…メモリー、    ５１…第１モーター制御部、    ５１ａ…位置制御部、    ５１ｂ…角速度制御部、    ５１ｃ…角速度算出部、    ５１ｄ…回転角度算出部、    ５１ｅ…変換部、    ５１ｆ…補正値算出部、    ５２…第２モーター制御部、    ５２ａ…位置制御部、    ５２ｂ…角速度制御部、    ５２ｃ…角速度算出部、    ５２ｄ…回転角度算出部、    ５２ｅ…変換部、    ５２ｆ…補正値算出部、    ５３…第３モーター制御部、    ５３ａ…位置制御部、    ５３ｂ…角速度制御部、    ５３ｃ…角速度算出部、    ５３ｄ…回転角度算出部、    ５４…第４モーター制御部、    ５４ａ…位置制御部、    ５４ｂ…角速度制御部、    ５４ｃ…角速度算出部、    ５４ｄ…回転角度算出部、    ５５…第５モーター制御部、    ５６…第６モーター制御部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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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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