(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部が弾性要素を介してエンドエフェクタに連結され、後端部が台座に連結されているロボットアームであって、
前記エンドエフェクタの姿勢である第１姿勢を第１目標姿勢に一致させ、かつ、前記台座の姿勢である第２姿勢を第２目標姿勢に一致させるように前記ロボットアームの動作を制御するように構成されている制御装置と、
前記台座を介して前記ロボットアームに作用するモーメントを第２モーメントとして測定する第２力測定器とを備え、
前記制御装置が、少なくとも前記ロボットアームが対象物から前記エンドエフェクタを介して受ける反力に応じた前記弾性要素の変形を補償するための第１たわみ補償姿勢を少なくとも含む第１補償姿勢を設定し、前記第１目標姿勢に対して前記第１補償姿勢を合成することにより前記第１目標姿勢を補正し、かつ、
前記反力と釣り合うような、前記台座を介して前記ロボットアームに作用するモーメントを第２目標モーメントとして設定し、かつ、
前記第２目標モーメントに対して第２たわみ補償係数を乗じることにより第２たわみ補償姿勢を設定し、かつ、
前記第２目標モーメントと、前記第２力測定器により測定された前記第２モーメントとの偏差に第２コンプライアンス補償係数を乗じることにより第２コンプライアンス補償姿勢を設定し、かつ、
前記第２コンプライアンス補償姿勢及び前記第２たわみ補償姿勢を、少なくとも前記反力に応じた前記台座の姿勢変化を補償するための第２補償姿勢として前記第２目標姿勢に対して合成することにより前記第２目標姿勢を補正するように構成されていることを特徴とするロボットアーム。
【請求項２】
請求項１記載のロボットアームにおいて、
前記第２姿勢を測定する第２姿勢測定器を備え、
前記制御装置が、前記第２力測定器により測定された前記第２モーメントと、前記第２姿勢測定器により測定された前記第２姿勢とに基づき、前記台座が接している床面の傾きを推定し、前記推定された床面の傾きを、前記第２コンプライアンス補償姿勢及び前記第２たわみ補償姿勢を含む前記第２補償姿勢とともに前記第２目標姿勢に対して合成することにより前記第２目標姿勢を補正するように構成されていることを特徴とするロボットアーム。
【請求項３】
請求項２記載のロボットアームにおいて、
前記制御装置が、前記第２姿勢測定器により測定された前記台座の姿勢に基づいて前記ロボットアームの重心位置を推定し、前記ロボットアームの目標重心位置と、前記推定された前記ロボットアームの重心位置との偏差に傾斜補償係数を乗じることにより、当該偏差を補償するための第２傾斜補償モーメントを設定し、前記第２目標モーメントに対して前記第２傾斜補償モーメントを合成することにより前記第２目標モーメントを補正するように構成されていることを特徴とするロボットアーム。
【請求項４】
請求項１〜３のうちいずれか１つに記載のロボットアームにおいて、
前記制御装置が、前記台座に設けられている力検出器の出力信号に基づいて前記反力を検出するように構成されていることを特徴とするロボットアーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットアームに関する。
【背景技術】
【０００２】
ロボットアームの動作を制御するための技術が提案されている。例えば、アームの位置姿勢指令をバネ中心として、当該ロボットアームを所定のバネ定数を有するバネとして動作させる技術が提案されている（特許文献１参照）。当該技術によれば、アームに対して対象物から外力が作用している状況で、このアームをバネとして動作させないモードから、バネとして動作させるモードへの切り替えた際にアームが変位する事態が防止されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０３−０９８１０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、アームが対象物に対して力を作用させる際、アームが当該対象物から受ける反力によって台座の位置又は姿勢が変化する場合がある。この場合、アームから対象物に作用させる力が不適切となり、目的とするタスクの実行が困難となる可能性がある。
【０００５】
そこで、本発明は、台座が不安定な状況であっても、目的とするタスクを実行する観点から対象物に対して適当な力を作用させることができるロボットアームを提供することを解決課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するための本発明のロボットアームは、先端部が弾性要素を介してエンドエフェクタに連結され、後端部が台座に連結されているロボットアームであって、前記エンドエフェクタの姿勢である第１姿勢を第１目標姿勢に一致させ、かつ、前記台座の姿勢である第２姿勢を第２目標姿勢に一致させるように前記ロボットアームの動作を制御するように構成されている制御装置と、前記台座を介して前記ロボットアームに作用するモーメントを第２モーメントとして測定する第２力測定器とを備え、前記制御装置が、少なくとも前記ロボットアームが対象物から前記エンドエフェクタを介して受ける反力に応じた前記弾性要素の変形を補償するための第１たわみ補償姿勢を少なくとも含む第１補償姿勢を設定し、前記第１目標姿勢に対して前記第１補償姿勢を合成することにより前記第１目標姿勢を補正し、かつ、前記反力と釣り合うような、前記台座を介して前記ロボットアームに作用するモーメントを第２目標モーメントとして設定し、かつ、前記第２目標モーメントに対して第２たわみ補償係数を乗じることにより第２たわみ補償姿勢を設定し、かつ、前記第２目標モーメントと、前記第２力測定器により測定された前記第２モーメントとの偏差に第２コンプライアンス補償係数を乗じることにより第２コンプライアンス補償姿勢を設定し、かつ、前記第２コンプライアンス補償姿勢及び前記第２たわみ補償姿勢を、少なくとも前記反力に応じた前記台座の姿勢変化を補償するための第２補償姿勢として前記第２目標姿勢に対して合成することにより前記第２目標姿勢を補正するように構成されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明のロボットアームは、前記第２姿勢を測定する第２姿勢測定器を備え、
前記制御装置が、前記第２力測定器により測定された前記第２モーメントと、前記第２姿勢測定器により測定された前記第２姿勢とに基づき、前記台座が接している床面の傾きを推定し、前記推定された床面の傾きを、前記第２コンプライアンス補償姿勢及び前記第２たわみ補償姿勢を含む前記第２補償姿勢とともに前記第２目標姿勢に対して合成することにより前記第２目標姿勢を補正するように構成されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明のロボットアームは、前記制御装置が、前記第２姿勢測定器により測定された前記台座の姿勢に基づいて前記ロボットアームの重心位置を推定し、前記ロボットアームの目標重心位置と、前記推定された前記ロボットアームの重心位置との偏差に傾斜補償係数を乗じることにより、当該偏差を補償するための第２傾斜補償モーメントを設定し、前記第２目標モーメントに対して前記第２傾斜補償モーメントを合成することにより前記第２目標モーメントを補正するように構成されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明のロボットアームは、前記制御装置が、前記台座に設けられている力検出器の出力信号に基づいて前記反力を検出するように構成されていることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態としてのロボットアームの構成説明図。
【図２】図１のロボットアームの制御装置の構成説明図。
【図３】制御装置の機能を表わすブロック図。
【図４】ロボットアームの運動を表現するためのモデルに関する説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（ロボットアームの構成）
図１に示されている本発明の一実施形態としてのロボットアーム１は、複数の関節機構と、当該複数の関節機構を介して連結されている複数のリンク部材とを備えている。
【００１４】
複数の関節機構には、ロボットアーム１の先端部側に配置されている第１関節機構Ｊ1と、ロボットアーム１の後端部側に配置されている第２関節機構Ｊ2と、第１関節機構Ｊ1と第２関節機構Ｊ2との中間に配置されている２つの中間関節機構Ｉ1及びＩ2とが含まれている。中間関節機構は省略されてもよい。中間関節機構の数は任意に変更されうる。
【００１５】
第１関節機構Ｊ1の回転自由度は３（ロール、ピッチ及びヨー）であり、第２関節機構Ｊ2の回転自由度は２（ピッチ及びヨー）である。第１の中間関節機構Ｉ1の回転自由度は１（ロール）であり、第２の中間関節機構Ｉ2の回転自由度は２（ピッチ及びヨー）である。ロボットアーム１は、各関節機構の各回転自由度に応じた回転角度（関節角度）に応じた信号を出力するロータリエンコーダ等の関節角度センサＳi（ｉ＝１，２，‥）を備えている（図２参照）。なお、各関節機構の回転自由度は任意に変更されてもよい。
【００１６】
ロボットアーム１の先端部は、第１関節機構Ｊ1及び弾性要素Ｘ0を順に介してエンドエフェクタＸ1に連結されている。エンドエフェクタＸ1は、例えばバルブの開閉というタスクを実行するため、当該バルブのハンドルに係合させるための適当な構造とされている。弾性要素Ｘ0及びエンドエフェクタＸ1のうち少なくとも１つがロボットアーム１の構成要素であってもよい。
【００１７】
ロボットアーム１の後端部は、第２関節機構Ｊ2を介して台座Ｘ2に連結されている。台座Ｘ2は、遠隔操作可能な台車等の移動装置、又は当該台車に取り付けられているリフタ等の一部により構成されている。台座Ｘ2又はこれを構成要素とする移動装置等の機器がロボットアーム１の構成要素であってもよい。
【００１８】
ロボットアーム１は、その先端部に配置されている第１の６軸力センサＦ1と第１のジャイロセンサＧ1とを備えている。第１の６軸力センサＦ1は、ロボットアーム１とエンドエフェクタＸ1との相対的な３軸（ロール軸、ピッチ軸及びヨー軸）方向の力及び当該３軸回りのモーメントに応じた信号を出力するように構成されている。第１のジャイロセンサＧ1は、世界座標系（基準座標系）におけるエンドエフェクタＸ1の姿勢（水平方向に対する傾斜角度など）に応じた信号を出力するように構成されている。
【００１９】
ロボットアーム１は、その後端部に配置されている第２の６軸力センサＦ2と第２のジャイロセンサＧ2とを備えている。第２の６軸力センサＦ2は、ロボットアーム１と台座Ｘ2との相対的な３軸（ロール軸、ピッチ軸及びヨー軸）方向の力及び当該３軸回りのモーメントに応じた信号を出力するように構成されている。第２の６軸力センサＦ2（「力検出器」に相当する。）の出力信号に基づき、ロボットアーム１がエンドエフェクタＸ1を介して対象物から受ける反力が検出されうる。第２のジャイロセンサＧ2は、世界座標系（基準座標系）における台座Ｘ2の姿勢に応じた信号を出力するように構成されている。
【００２０】
ロボットアーム１、エンドエフェクタＸ1及び台座Ｘ2のうち少なくとも１つに、撮像装置が取り付けられ、当該撮像装置により撮像された画像がロボットアーム１から離れた場所に設置されている画像装置に表示される。操作者はこの画像を見ながら遠隔操作装置を操作することにより、台座Ｘ2を構成する移動装置の動作に加えて、ロボットアーム１及びエンドエフェクタＸ1の動作を遠隔制御することができる。
【００２１】
（制御装置の構成）
ロボットアーム１は、図２に示されている制御装置２を備えている。制御装置２は、プログラマブルコンピュータにより構成されている。制御装置２には、遠隔操作装置からアーム１の目標運動（正確には目標運動を定める運動状態量）が入力される。制御装置２には、そのほか、第１の６軸力センサＦ1、第２の６軸力センサＦ2、第１のジャイロセンサＧ1及び第２のジャイロセンサＧ2に加えて、関節角度センサＳiから出力された信号が入力される。
【００２２】
制御装置２は、当該入力信号に基づき、アーム２の各関節機構の動作制御指令信号を設定し、各関節機構のアクチュエータＡiに対して当該信号を出力するという制御処理を実行するように構成されている。
【００２３】
ここで、制御装置２が演算処理を実行するように構成されているとは、制御装置２を構成するＣＰＵ（中央演算処理）が、必要なソフトウェア及びデータをメモリ（記憶装置）から読み取り、当該ソフトウェアにしたがって当該演算処理を実行するようにプログラムされていることを意味する。
【００２４】
図３に示されているように、制御装置２は、第１関節機構Ｊ1の動作を制御するための構成として、第１傾斜補償モーメント設定要素２１と、第１たわみ補償姿勢設定要素２１１と、第１コンプライアンス補償姿勢設定要素２１２と、第１偏差補償姿勢設定要素２１３と、アーム先端部の推定姿勢設定要素（第１傾斜補償姿勢設定要素）２１４とを備えている。第１偏差補償姿勢設定要素２１３は、遠隔制御によりＯＮ／ＯＦＦが切り替えられるスイッチＳＷ０を備えている。
【００２５】
アーム先端部の推定姿勢設定要素２１４は、遠隔制御によりＯＮ／ＯＦＦが切り替えられるスイッチＳＷ１を備えている。なお、エンドエフェクタＸ1からアーム１に作用する力ｆ1及びモーメントM1（又はこれらの成分）のうち少なくとも１つが閾値未満であるか否かに応じて、スイッチＳＷ０及びＳＷ１のうち一方又は両方のＯＮ／ＯＦＦが自動的に切り替えられてもよい。
【００２６】
制御装置２は、第２関節機構Ｊ2の動作を制御するための構成として、第２目標モーメント設定要素２０と、第２傾斜補償モーメント設定要素２２と、第２たわみ補償姿勢設定要素２２１と、第２コンプライアンス補償姿勢設定要素２２２と、床面の傾き推定要素２２４とを備えている。第２傾斜補償モーメント設定要素２２は、全体重心位置推定要素２２０を備えている。
【００２７】
床面の傾き推定要素（第２補償姿勢設定要素）２２４は、遠隔制御によりＯＮ／ＯＦＦが切り替えられるスイッチＳＷ２を備えている。なお、台座Ｘ2を構成する移動装置の移動速度に基づいて判定される台座Ｘ2が移動している状態及び静止している状態の別に応じて、スイッチＳＷ２のＯＮ／ＯＦＦが自動的に切り替えられてもよい。
【００２８】
なお、制御精度が許容範囲に収まることを条件として、第２傾斜補償モーメント設定要素２２と、第２コンプライアンス補償姿勢設定要素２２２と、床面の傾き推定要素２２４とのうち一部又は全部が省略されてもよい。
【００２９】
（制御処理）
前記構成の制御装置２により実行されるロボットアーム１の制御処理に際して図４に示されているモデルが用いられる。このモデルにおいては、エンドエフェクタＸ1が弾性要素Ｘ0の弾性に由来してその姿勢が変化するものとして取り扱われ、これと同様に台座Ｘ2が仮想的な弾性要素の弾性に由来してその姿勢が変化するものとして取り扱われる。なお、台座Ｘ2と床面との間にゴムブッシュ等の弾性要素が介装されている場合も、このモデルが適用される。
【００３０】
さらに、このモデルにおいては、エンドエフェクタＸ1からアーム１に作用する力ｆ1及びモーメントM1、台座Ｘ2からアーム１に作用するモーメントM2、エンドエフェクタＸ1の水平方向に対する傾斜角度θ1及び台座Ｘ2の水平方向に対する傾斜角度θ2が考慮される。最も単純な制御モデルでは、各モーメント及び傾斜角度は紙面に垂直な軸（ｙ軸）回りに定義され、位置及び力は当該軸に対して垂直な２軸（ｘ軸及びｚ軸）の方向に定義される。
【００３１】
制御装置２に対して入力されたロボットアーム１の目標運動により、ロボットアーム１の全体重心位置total_gc_cmdと、ロボットアーム１がエンドエフェクタＸ1を介して対象物から受ける目標反力（力f1_cmd及びモーメントM1_cmd）が定められる。また、ロボットアーム１の目標運動により、エンドエフェクタＸ1の目標姿勢である第１目標姿勢θ1_cmdと、台座Ｘ2の目標姿勢である第２目標姿勢θ2_cmdとが定められる。
【００３２】
第１傾斜補償モーメント設定要素２１により、第１目標姿勢θ1_cmd、エンドエフェクタＸ1の質量m、第１の６軸力センサＦ1とエンドエフェクタＸ1との間隔l及び重力加速度gに基づき、関係式（０１）にしたがって第１傾斜補償モーメントM1_tiltが設定される。第１傾斜補償モーメントM1_tiltは、エンドエフェクタＸ1に作用する重力による弾性要素Ｘ0のたわみを補償するためのモーメントである。
【００３３】
なお、第１目標姿勢θ1_cmdに代えて、第１のジャイロセンサＧ1により測定された第１姿勢θ1_actが用いられて第１傾斜補償モーメントM1_tiltが設定されてもよい。
【００３４】
M1_tilt=mgl・cosθ1_cmd ..(01)。
【００３５】
第１目標モーメントM1_cmdが、第１傾斜補償モーメントM1_tiltに基づき、関係式（１０）にしたがって補正されることにより、第１補正目標姿勢モーメントM1_cmd_mdfdが設定される。
【００３６】
M1_cmd_mdfd=M1_cmd+M1_tilt ..(10)。
【００３７】
第１たわみ補償姿勢設定要素２１１により、第１補正目標モーメントM1_cmd_mdfdに基づき、関係式（１１）にしたがって第１たわみ補償姿勢θ1_mが設定される。「Km1」は第１たわみ補償係数である。
【００３８】
θ1_m=Km1・M1_cmd_mdfd ..(11)。
【００３９】
第１コンプライアンス補償姿勢設定要素２１２により、第１補正目標モーメントM1_cmd_mdfdと、第１の６軸力センサＦ1により測定された第１モーメントM1_actとの偏差に基づき、関係式（１２）にしたがって第１コンプライアンス補償姿勢θ1_cが設定される。「Kc1」は第１コンプライアンス補償係数である。
【００４０】
θ1_c=Kc1・(M1_cmd_mdfd-M1_act) ..(12)。
【００４１】
第１偏差補償姿勢設定要素２１３により、そのスイッチＳＷ０がＯＮであることを要件として、第１目標姿勢θ1_cmdと第１のジャイロセンサＧ1により測定された第１姿勢θ1_actとの偏差に基づき、関係式（２１３）にしたがって第１偏差補償姿勢θ1_dが設定される。なお、スイッチＳＷ０がＯＮからＯＦＦに切り替えられた後は、第１偏差補償姿勢設定要素２１３により、当該切り替え直前の第１偏差補償姿勢θ1_dが定常的に出力される。
【００４２】
θ1_d=(1/T0s)(θ1_cmd+θ1_m+θ1_c-θ1_act), (T0：時定数) ..(13)。
【００４３】
ロボットアーム１の遠隔操作者によりエンドエフェクタＸ1が対象物に接触していないと認識されている段階では、エンドエフェクタＸ1を対象物に対して所望の形態で相互作用させるためにスイッチＳＷ０はＯＮとされる。その一方、ロボットアーム１の遠隔操作者によりエンドエフェクタＸ1が対象物に接触していると認識されている段階では、対象物に対するエンドエフェクタＸ1の相対的な姿勢が不必要に変更されることを回避するためにスイッチＳＷ０はＯＦＦとされる。
【００４４】
第１傾斜補償姿勢設定要素２１４により、そのスイッチＳＷ１がＯＮであることを要件として、第１モーメントM1_act及び第１姿勢θ1_actに基づき、関係式（１４）にしたがって第１傾斜補償姿勢θ1_fが設定される。第１傾斜補償姿勢θ1_fは、対象物の推定姿勢に相当し、当該対象物の推定姿勢に鑑みてエンドエフェクタＸ1の姿勢が、ロボットアーム１によるタスク実行の観点から不適当な値になることを防止するためのものである。「Kf1」は第１傾斜補償係数である。なお、スイッチＳＷ１がＯＮからＯＦＦに切り替えられた後は、第１傾斜補償姿勢設定要素２１４により、当該切り替え直前の第１傾斜補償姿勢θ1_fが定常的に出力される。
【００４５】
θ1_f=(1/(T1s+1))(Kf1・M1_act+θ1_act), (T1：時定数) ..(14)。
【００４６】
そして、第１目標姿勢θ1_cmdが第１補償姿勢によって補正されることにより、第１補正目標姿勢θ1_cmd_mdfdが設定される。第１たわみ補償姿勢θ1_m及び第１コンプライアンス補償姿勢θ1_cのそれぞれが「第１補償姿勢」に該当する。
【００４７】
第２目標モーメント設定要素２０により、目標重心位置total_gc_cmdと、第１目標反力f1_cmdと、第１目標モーメントM1_cmdとに基づき、動力学モデルにしたがって、第１目標反力f1_cmd及び第１目標モーメントM1_cmdに釣り合うような第２目標モーメントM2_cmdが設定される。
【００４８】
全体重心位置設定要素２２０により、第２姿勢θ2_actに加え、関節角度センサＳiにより測定された各関節機構の回転自由度ごとの屈曲角度に基づき、幾何学モデルにしたがってロボットアーム１の推定重心位置total_gc_actが設定される。第２傾斜補償モーメント設定要素２２により、目標重心位置total_gc_cmdと推定重心位置total_gc_actとの偏差に基づき、関係式（０２）にしたがって第２傾斜補償モーメントM2_tiltが設定される。第２傾斜補償モーメントM2_tiltは、ロボットアーム１から台座Ｘ2に作用する力による当該台座Ｘ2の姿勢変化を補償するためのモーメントである。「Kp」は比例ゲイン係数であり、「Kd」は微分ゲイン係数である。Kp及びKdのうち一方が０とされてもよい。
【００４９】
M2_tilt=(Kp+Kds)(total_gc_cmd-total_gc_act) ..(02)。
【００５０】
第２目標モーメントM2_cmdが、第２傾斜補償モーメントM2_tiltに基づき、関係式（２０）にしたがって補正されることにより、第２補正目標姿勢モーメントM2_cmd_mdfdが設定される。
【００５１】
M2_cmd_mdfd=M2_cmd+M2_tilt ..(20)。
【００５２】
第２たわみ補償姿勢設定要素２２１により、第２補正目標モーメントM2_cmd_mdfdに基づき、関係式（２１）にしたがって第２たわみ補償姿勢θ2_mが設定される。「Km2」は第２たわみ補償係数である。
【００５３】
θ2_m=Km2・M2_cmd_mdfd ..(21)。
【００５４】
第２コンプライアンス補償姿勢設定要素２２２により、第２補正目標モーメントM2_cmd_mdfdと、第２の６軸力センサＦ2により測定された第２モーメントM2_actとの偏差に基づき、関係式（２２）にしたがって第２コンプライアンス補償姿勢θ2_cが設定される。「Kc2」は第２コンプライアンス補償係数である。
【００５５】
θ2_c=Kc2・(M2_cmd_mdfd-M2_act) ..(22)。
【００５６】
第２傾斜補償姿勢設定要素２２４により、そのスイッチＳＷ２がＯＮであることを要件として、第２モーメントM2_act及び第２姿勢θ2_actに基づき、関係式（２４）にしたがって第２傾斜補償姿勢θ2_fが設定される。第２傾斜補償姿勢θ2_fは、台座Ｘ2が接している床面の推定された傾きに相当し、当該床面の推定された傾きに鑑みて台座Ｘ2の姿勢が、ロボットアーム１によるタスク実行の観点から不適当な値になることを防止するためのものである。なお、スイッチＳＷ２がＯＮからＯＦＦに切り替えられた後は、第２傾斜補償姿勢設定要素２２４により、当該切り替え直前の第２傾斜補償姿勢θ2_fが定常的に出力される。
【００５７】
θ2_f=(1/(T2s+1))(Kf2・M2_act+θ2_act), (T2：時定数) ..(24)。
【００５８】
そして、第２目標姿勢θ2_cmdが第２補償姿勢によって補正されることにより、第２補正目標姿勢θ2_cmd_mdfdが設定される。第２たわみ補償姿勢θ2_m及び第２コンプライアンス補償姿勢θ2_cのそれぞれが「第２補償姿勢」に該当する。
【００５９】
ロボットアーム１の遠隔操作者により台座Ｘ2が移動していると認識されている段階では、床面の傾きの推定のためにスイッチＳＷ２はＯＮとされる。その一方、ロボットアーム１の遠隔操作者により台座Ｘ2が静止していると認識されている段階では、床面の傾きはその後原則的に変化しないためスイッチＳＷ２はＯＦＦとされる。
【００６０】
そして、エンドエフェクタＸ1の姿勢（第１姿勢）θ1_actが第１補正目標姿勢θ1_cmd_mdfdに一致し、かつ、台座Ｘ2の姿勢（第２姿勢）θ2_actが第２補正目標姿勢θ2_cmd_mdfdに一致するように、各関節機構のためのアクチュエータＡiの動作が制御される。
【００６１】
本発明によれば、ロボットアーム１がエンドエフェクタＸ1を介して対象物から受ける反力f1及びモーメントM1による台座Ｘ2の姿勢変化を補償するように、第２目標姿勢θ2_cmdが第２補償姿勢により補正される（関係式（２１）及び（２２）参照）。特に、第２補償姿勢の１つである第２たわみ補償姿勢軌θ2_m（関係式（２１）参照）がフィードフォワード項として第２目標姿勢θ2_cmdに加えられる。この結果、台座Ｘ2に対してその姿勢が変化しないように踏ん張る力を予め作用させるように第２関節機構Ｊ2の動作が制御されうる。
【００６２】
例えば、アーム１が対象物から受ける反力によって図４に示されているように台座Ｘ2が左下がりに傾斜すると予測される場合について考える。この場合、第２目標姿勢θ2_cmdの補正により、台座Ｘ2を右下がりに傾斜させるような踏ん張り力を予め作用させることで、このような姿勢変化が抑制される。
【００６３】
このため、この場合に予測どおりに台座Ｘ2が左下がりに傾斜すると、アーム１からエンドエフェクタＸ1を介して対象物に作用させる力が低下し、ハンドルを回転させる等のタスクの実行が困難になる事態が回避される。すなわち、台座Ｘ2の姿勢が不安定な状況であっても、ロボットアーム１が目的とするタスクを実行する観点から適当な力を、エンドエフェクタＸ1を介して対象物に作用させることができる。
【符号の説明】
【００６４】
１‥ロボットアーム、２‥制御装置、Ｊ1‥第１関節機構、Ｊ2‥第２関節機構、Ｆ1‥第１の６軸力センサ（第１力測定器）、Ｆ2‥第２の６軸力センサ（第２力測定器）、Ｇ1‥第１のジャイロセンサ（第１姿勢測定器）、Ｇ2‥第２のジャイロセンサ（第２姿勢測定器）、Ｘ0‥弾性要素、Ｘ1‥エンドエフェクタ、Ｘ2‥台座。
【図１】
0005752565.tif 000002
【図２】
0005752565.tif 000003
【図３】
0005752565.tif 000004
【図４】
0005752565.tif 000005