(57)【要約】　　　（修正有）【課題】並進二自由度方向のコンプライアンス性と力センシング機能を有し、高速で高精度な作業が可能なコンプライアンス装置を提供する。【解決手段】ベース部材に可動部材が弾性的に連結されているロボットアームのコンプライアンス装置について、ベース部材１２と、該ベース部材に対して鉛直方向の移動が規制されている可動部材１１と、該可動部材１１の基準位置からの変位量に応じた強さの復元力を発生させる複数の一自由度の復元力発生手段と、該復元力発生手段と上記可動部材１１との接点において可動部材１１が上記復元力と垂直な方向に並進可能なスライド手段とを有することで、並進二自由度の復元動作を可能にした。【選択図】　　図２
2004066363.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース部材に可動部材が弾性的に連結されているロボットアームのコンプライアンス装置において、
上記ベース部材と、該ベース部材に対して鉛直方向の移動が規制されている可動部材と、該可動部材の基準位置からの変位量に応じた強さの復元力を発生させる複数の一自由度の復元力発生手段と、該復元力発生手段と上記可動部材との接点において可動部材が上記復元力と垂直な方向に並進可能なスライド手段とを有することで、並進二自由度の復元動作が可能であることを特徴とするコンプライアンス装置。
【請求項２】
上記スライド手段が復元力発生手段の先端に設けた可動部材の接触面と摺動可能な押し付け部材であることを特徴とする請求項１のコンプライアンス装置。
【請求項３】
上記復元力発生手段がベース部材に固定されていて気体が封入されているシリンダとピストンからなることを特徴とする請求項１又は請求項２のコンプライアンス装置。
【請求項４】
上記シリンダに気体を供給する気体供給手段と、気体の圧力を制御する圧力制御手段と、気体供給手段とシリンダの結合部に開閉弁を有することを特徴とする請求項３のコンプライアンス装置。
【請求項５】
上記気体供給手段が各シリンダに独立に気体を供給するものであることを特徴とする請求項４のコンプライアンス装置。
【請求項６】
上記シリンダに大きな圧力の気体を供給して可動部材の振動を抑制することを特徴とする請求項４又は請求項５のコンプライアンス装置。
【請求項７】
上記シリンダ内の気体の圧力を測る圧力測定手段と圧力測定手段の値を基に可動部材に作用する外力を算出する外力算出手段とを有することを特徴とする請求項３、請求項４、請求項５又は請求項６のコンプライアンス装置。
【請求項８】
上記シリンダ内の気体の圧力を測る圧力測定手段と圧力測定手段の値を基に可動部材の変位量を算出する変位量算出手段とを有することを特徴とする請求項３、請求項４、請求項５、請求項６又は請求項７のコンプライアンス装置。
【請求項９】
上記復元力発生手段がベース部材に固定された一自由度の弾性部材であることを特徴とする請求項１又は請求項２のコンプライアンス装置。
【請求項１０】
上記弾性部材からの反力を測る反力測定手段と反力測定手段の値を基に可動部材に作用する外力を算出する外力算出手段とを有することを特徴とする請求項９のコンプライアンス装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、外力を受けながら作業を行うロボットアームのコンプライアンス装置の継手機構に関するものであり、部品組立、分解作業等においてコンプライアンス動作中にロボットハンドに一定以上の外力がかかることを未然に回避し、また、コンプライアンス剛性を適宜調整することによって作業の高精度化、高速化を図ることができるものである。
【０００２】
【従来の技術】
ロボットアーム先端に設けたハンドにより部品を把持して組立作業又は分解作業を行う場合、ロボットハンドにコンプライアンス性がないと部品の寸法誤差や位置決め誤差に対する許容範囲が小さく、したがって、アームやハンドに要求される動作精度が厳しくなり作業速度が遅くなってしまったり、作業の失敗率が高くなってしまう。そこで、アームとハンドとの接続部分あるいはハンドの指部分に弾性機構によるコンプライアンス特性を持たせて、組立あるいは分解作業時の作業反力によって前記弾性機構が変位するようにして部品同士の位置や姿勢を合致させる方法や、上記の構成に加えて、作業反力を検出する力センサを設けて、検出された作業反力に基いてアームを制御することで部品同士の位置や姿勢を合致させて作業する方法がある。
一般的に用いられるコンプライアンス機構を図５（ａ）に示してあるが、このものではハンド側プレート７１とアーム側プレート７２が弾性部材７３により連結されている。
【０００３】
ロボットアーム７４が組立作業をする際、ハンド７５が把持している嵌合部品７６と定置されている被嵌合部品７７との間に相対位置や姿勢のずれがあると、嵌合部品７６を被嵌合部品７７の穴に押し込むとき、これらが接触してずれの量と方向に応じてハンド７５に外力が生じる。この外力によって弾性部材７３が弾性変形して嵌合部品７６と被嵌合部品７７の相対位置のずれと姿勢のずれを吸収する（補償する）ことで、組立作業をスムーズに行うことができる。
【０００４】
しかし、部品の相対位置のずれ量が弾性部材の許容変形量よりも大きい場合や、部品の強度が弾性部材のコンプライアンス剛性よりも小さい場合は、上記のコンプライアンス機構では相対位置のずれを吸収（補償）し得なかったり、あるいは、部品が壊れてしまう恐れがある。また、上記コンプライアンス機構に加えて、アームとハンドの接続部分に力センサを設けて作業反力を検出し、作業の際に想定される方向以外の並進力やモーメントが発生しないようにアームを制御する方法（図５（ｂ））では、ハンドとアームの間にコンプライアンス機構と力センサ７８を個々に設けているため、その分だけ、アームからハンド先端までの距離や重量が大きくなり、ハンド先端での高速で高精度な動作が難しくなる。
【０００５】
ところで、Ｚ軸方向の薄型化を図ったコンプライアンス機構と力センサが特開平５−２５３８８３号公報に記載されており、このコンプライアンス機構は次のとおりのものである（図７参照）。
外形及び剛性の等しい４枚の板ばね１０２を、板ばねの表面と平行な回転軸を有する４個の回転リンク１０４で、正方形の格子状をなすように短辺同士で結合し、互いに相対して向き合う２対の板ばね１０２のうち、１対の板ばね１０２，１０２の間に可動体１０６を各板ばね１０２の中点に橋渡しするように固定するとともに、他方の板ばね対を各板ばねの中点で静止剛体１１０に固定することにより、前記可動剛体１０６と静止剛体１１０の間に、板ばね１０２の表面に垂直な互いに直交するＸ軸及びＹ軸方向と、該Ｘ軸及びＹ軸に直交するＺ軸の回転方向にコンプライアンスを持たせる。また、前記板ばね１０２に適切に歪ゲージを貼付してブリッジ回路を組むことにより、Ｘ、Ｙ軸方向の力とＺ軸回りのモーメントを独立して検出している。しかし、この方法では、歪ゲージが許容する変位量が小さいために板ばね１０２の変位量を小さくしなければならないので、機械的なコンプライアンスの変位量を大きくすることができず、またハンドへの衝撃により歪ゲージを壊してしまう恐れがある等の理由から、動作を高速にすることが難しい。
【０００６】
【解決しようとする課題】
本発明は、位置ずれ、姿勢のずれによる外力を受けながら作業を行うロボットアームの継手機構について、簡単な構造で並進二自由度方向のコンプライアンス性と力センシング機能を有し、高速で高精度な作業が可能なコンプライアンス装置を提供することを目的とし、その課題は次のとおりである。
【０００７】
【課題１】（請求項１乃至請求項３、請求項９、請求項１０に対応）
ベース部材に可動部材が弾性的に連結されているロボットアームのコンプライアンス装置について、簡単な構造で並進二自由度方向のコンプライアンス性を有するようにすること。
【課題２】（請求項４乃至請求項８に対応）
上記課題１に加えて、コンプライアンス剛性の変更、調整を自在にかつ迅速に行え、コンプライアンス剛性の最適化によってロボットハンドによる作業の高速化、高精度化が図れるようにすること。
【０００８】
【課題解決のために講じた手段】（請求項１に対応）
【解決手段１】
解決手段１は、課題１の解決手段であり、ベース部材に可動部材が弾性的に連結されているロボットアームのコンプライアンス装置について、ベース部材と、該ベース部材に対して鉛直方向の移動が規制されている可動部材と、該可動部材の基準位置からの変位量に応じた強さの復元力を発生させる複数の一自由度の復元力発生手段と、該復元力発生手段と上記可動部材との接点において可動部材が上記復元力と垂直な方向に並進可能なスライド手段とを有することで、並進二自由度の復元動作を可能にしたことである。
【０００９】
【作用】
上記可動部材の弾性変位と、この弾性変位による弾性復元方向に対して垂直な方向への上記スライド手段による平進動作とによって、可動部材がベース部材に対して二自由度の方向に変位することができ、したがって、並進二自由度方向のコンプライアンス性を有する。
そして、弾性復元手段の先端がスライド手段によって可動部材にスライド自在に当接しているにすぎないから、このコンプライアンス装置は極めて構造が簡単である。
【００１０】
【実施態様１】（請求項２に対応）
実施態様１は、解決手段１におけるスライド手段が復元力発生手段の先端に設けた可動部材の接触面と摺動可能な押し付け部材であることである。
【００１１】
【実施態様２】（請求項３に対応）
実施態様２は、解決手段１又は実施態様１における上記復元力発生手段がベース部材に固定されていて気体が封入されているシリンダとピストンからなるものであることである。
【作用】
シリンダ内に封入された気体をピストンで圧縮して、弾性復元力を発生させるものであるから、この気体圧力を調整することによって、弾性復元力、ひいてはコンプライアンス剛性を容易に、無段階に設定することができる。
【００１２】
【実施態様３】（請求項９に対応）
実施態様３は、解決手段１又は上記実施態様１における上記復元力発生手段がベース部材に固定された一自由度の弾性部材であることである。
【作用】
ベース部材に固定された一自由度の弾性部材によって弾性復元力を発生させるものであるから、機構、構造が極めて単純であり、コンプライアンス剛性の経時変化がほとんどなく、長期にわたって安定する。
【００１３】
【実施態様４】（請求項１０に対応）
実施態様４は、上記実施態様３について、上記弾性部材からの反力を測る反力測定手段と反力測定手段の値を基に可動部材に作用する外力を算出する外力算出手段とを有することである。
【作用】
上記弾性部材からの反力を算出して検出することによって、コンプライアンス負荷の大きさを検知でき、検出したコンプライアンス負荷の大きさに応じた適切な制御を行うことができる。
【００１４】
【解決手段２】（請求項４に対応）
解決手段２は、上記課題２の解決手段であり、上記実施態様２について、上記シリンダに気体を供給する気体供給手段と、気体の圧力を制御する圧力制御手段と、気体供給手段とシリンダの結合部に開閉弁を有することである。
【００１５】
【作用】
開閉弁の開閉制御、圧力制御手段による圧力調整によって、コンプライアンス剛性を自在に変更、調整することができる。
したがって、コンプライアンス動作の初期条件の設定、調整を、迅速、容易に行うことができる。また一連の作業途中で、コンプライアンス剛性を最適値に迅速、容易に変更、調整することができるので、一連の作業の高速化、高精度化を図ることができる。
【００１６】
【実施態様１】（請求項５に対応）
この実施態様１は、解決手段２における上記気体供給手段が各シリンダに独立に気体を供給するものであることである。
【００１７】
【実施態様２】（請求項６に対応）
この実施態様２は、上記解決手段２又は上記実施態様１における上記シリンダに大きな圧力の気体を供給して可動部材の振動を抑制することである。
【作用】
上記シリンダに大きな圧力の気体を供給することで、コンプライアンス装置のコンプラインアンス剛性が高められ、その結果、上記可動部材の振動が抑制される。したがって、可動部材の安定化が図られ、ロボットアームの移動速度を向上させることができる。
【００１８】
【実施態様３】（請求項７に対応）
実施態様３は、解決手段１の実施態様２、解決手段２、解決手段の実施態様１、同実施態様２について、上記シリンダ内の気体の圧力を測る圧力測定手段と、圧力測定手段の値を基に可動部材に作用する外力を算出する外力算出手段とを有することである。
【作用】
各シリンダ内の圧力から可動部材に作用する外力を算出することにより、コンプライアンス負荷の大きさを検知でき、検知したコンプライアンス負荷に応じた適切な制御を行うことができる。
【００１９】
【実施態様４】（請求項８に対応）
実施態様４は、解決手段１の実施態様２、解決手段２、解決手段の実施態様１、同実施態様２、同実施態様３について、上記シリンダ内の気体の圧力を測る圧力測定手段と、圧力測定手段の値を基に可動部材の変位量を算出する変位量算出手段とを有することである。
【００２０】
【実施の形態】
次いで、図面を参照して実施例を説明する。
【実施例１】
図１のものはこの発明の基本的な実施例である。正方形の板形状である可動部材１が突当て部材（図示略）によりベース部材２に対してＺ軸方向（紙面表裏方向）への移動が規制されている。ベース部材２の各辺の内側中央に十字状に配置されたシリンダ３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂに、ピストン５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂが嵌合されていて、その移動方向は可動部材１の側面に対して直角方向である。ピストン５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂの先端に固定されている押し付け部材７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂの押し付け面は可動部材１の側面と平行であり、可動部材１は押し付け部材７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂの押し付け面から、各側面に直角方向の押し付け力を受ける。また、押し付け部材７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂは可動部材１の側面に対して摺動自在であり、したがって、可動部材１は押し付け部材７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂの押し付け面に沿う方向に自在に摺動する。シリンダ３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂに可動部材１の基準位置（中立位置）において、互いに等しい圧力でエアが封入されていて、可動部材１がピストン５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂで四方から等しい押し付け力で押えられている。
【００２１】
図１（Ｂ）に示すように、可動部材１にＸ軸方向の外力（矢印）が作用すると、可動部材１は押し付け部材８ａ，８ｂに案内されて同方向に移動する。この時、ピストン５ａ，５ｂが同方向に移動し、シリンダ３ａ，３ｂ内のエアの膨張あるいは収縮によって、ピストン５ａ，５ｂの押し付け力が増減し、その押し付け力の差が上記外力と釣り合って可動部材１が停止するとともに、これが可動部材に対する復元力となる。Ｙ軸方向の外力が可動部材に作用した場合も同様である。Ｘ軸方向とＹ軸方向の分力を有する外力が作用した時も、可動部材１は押し付け部材７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂに案内されて、ピストン５ａ，５ｂの押し付け力の差による復元力と、ピストン６ａ，６ｂの押し付け力の差による復元力とが外力が釣り合う位置まで斜めに移動して停止する（図１（ｃ）参照）。
【００２２】
次に、図２を参照して実施例２を説明する。
シリンダ１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂの端面に開閉弁１９ａ，１９ｂ，２０ａ，２０ｂが設けられており、これらの開閉弁１９ａ，１９ｂ，２０ａ，２０ｂにチューブ２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂを介して圧力制御手段２５，２６が接続されており、さらに、圧力制御手段２５，２６にエア供給手段２３，２４が接続されている。開閉弁１９ａ，１９ｂ，２０ａ，２０ｂを開いて空気の給排を行い、その空気圧が圧力制御手段２５，２６によって調整される。これによって、シリンダ１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ内の初期圧力が調整される。
作動状態においては開閉弁１９ａ，１９ｂ，２０ａ，２０ｂが閉じられ、各シリンダは完全に密閉される。
【００２３】
シリンダ内圧の変更・調整は、初期調整時だけでなく、一連の作業途中においての適宜自在に行えるので、一連の作業の各工程毎にコンプラインアンス剛性を最適に調整して、各工程の作業性を向上させることができる。
この実施例２においてはシリンダ１３ａ，１３ｂとシリンダ１４ａ，１４ｂに対して個々にエア供給手段２３，２４と圧力制御手段２５，２６を設けており、Ｘ軸，Ｙ軸方向のコンプライアンス剛性を個々に調整することがきるが、全てシリンダに対して共通のエア供給手段と圧力制御手段を接続し、圧力制御手段からのチューブを分岐してエアを供給することも可能である。また、圧力制御手段２３，２４による供給圧力を高めにすることによってコンプライアンス剛性を大きくして、可動部材１１の移動や振動時のコンプライアンス装置の安定性を向上させることができる。
【００２４】
次に、図３を参照して実施例３を説明する。
図３（Ａ）は無負荷状態（中立状態）を示し、図３（Ｂ）は可動部材３１にＹ軸方向の外力Ｆが作用した時の状態を示している。このものは実施例１のシリンダ底に圧力測定手段３９ａ，３９ｂ，４０ａ，４０ｂを設けたものであり、当該圧力測定手段による検出圧力値を用いて計算手段４１によって外力Ｆの値を検出するものである。シリンダ３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂの断面積をＳとし、シリンダ４０ａ，４０ｂの内圧をＰａ，Ｐｂとすると、可動部材３１にＹ方向の力Ｆが作用しているとき、力のバランスは次式で表される。
Ｆ＝Ｓ（Ｐａ−Ｐｂ）
【００２５】
他方、無負荷状態（図３（Ａ）の状態）におけるシリンダ３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂ内の圧力をＰ（初期設定値）、シリンダ３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂのエア部分の長さをｌとし、力Ｆによるピストンの変位量をｘとし、シリンダ内温度をほぼ一定と見做せば、
ＰｌＳ＝Ｐａ（ｌ−ｘ）Ｓ＝Ｐｂ（ｌ＋ｘ）Ｓの関係が成り立ち、これより、
ｘ＝ｌ（Ｐａ−Ｐ）／Ｐａ＝ｌ（Ｐ―Ｐｂ）／Ｐｂ、となる。
上記の式を計算手段４１で演算することにより、可動部材３１に作用する外力Ｆと可動部材３１の変位量ｘを求めることができる。Ｘ軸方向へ外力が作用した際も同様であり、Ｘ軸とＹ軸方向の力を合成した外力が作用した時にはＸ軸方向、Ｙ軸方向の外力あるいは変位量を独立して求めたもののベクトル和が外力あるいは変位量となる。
【００２６】
なお、実施際にはピストンの変位による圧縮は断熱圧縮に近く、したがって、圧縮の前後で温度は必ずしも一定ではないが、この温度変化分を補正すれば、より高い精度で上記変位量ｘが求められる。
【００２７】
次に、図４を参照して復元力発生に弾性部材を用いたものの例（実施例４）を説明する。
正方形の板形状である可動部材５１は突当て部材（図示略）によりベース部材５２に対してＺ軸方向（紙面表裏方向）に移動することが規制されている。弾性部材５９ａ，５９ｂ，６０ａ，６０ｂは弾性変位方向が可動部材５１の側面に対して直角をなすようにベース部材５２に固定されている。また、弾性部材５９ａ，５９ｂ，６０ａ，６０ｂの先端に固定されている押し付け部材５７ａ，５７ｂ，５８ａ，５８ｂの押し付け面は可動部材５１の側面と平行になっており、可動部材５１は押し付け部材５７ａ，５７ｂ，５８ａ，５８ｂによって側面と直角方向の押し付け力を受ける。また、押し付け部材５７ａ，５７ｂ，５８ａ，５８ｂは可動部材５１の側面に対して摺動自在であり、したがって、側面に沿う方向に摺動する。弾性部材５９ａ，５９ｂ，６０ａ，６０ｂは弾性係数が等しく可動部材５１の基準位置（中立位置）において等しいばね力となるように調整してあり、したがって、可動部材は四方から等しい押し付け力で押されている。
【００２８】
図４（ｂ）に示すように、可動部材５１にＸ軸方向の外力（矢印）が作用すると、可動部材５１は押し付け部材５８ａ，５８ｂに案内されて移動する。この時、弾性部材５９ａ，５９ｂは伸縮して押し付け力の差を生じ、この押し付け力の差が外力Ｆと釣り合う位置まで可動部材が移動し、その位置で停止する。このときの弾性部材５９ａ，５９ｂの押し付け力の差が可動部材５１に対する復元力となる。Ｙ軸方向への外力が作用した場合も同様である。また、Ｘ軸方向とＹ軸方向の分力を有する外力が作用した時は可動部材５１は押し付け部材５７ａ，５７ｂ，５８ａ，５８ｂに案内され、弾性部材５９ａ，５９ｂの変位による復元力と弾性部材６０ａ，６０ｂの変位による復元力と外力が釣り合う位置まで移動して、その位置で停止する。
【００２９】
弾性部材５９ａ，５９ｂ，６０ａ，６０ｂとベース部材５２との間には圧電材料６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂが設けられており、この圧電材料６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂによって、弾性部材５９ａ，５９ｂ，６０ａ，６０ｂによる押し力を検出する。外力により弾性部材５９ａ，５９ｂ，６０ａ，６０ｂが伸縮して、その押し力が変動すると圧電材料６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂからの出力圧電が変化する。この電位を電位測定手段（図示しない）により測定して、圧電材料６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂに作用する力の変化を力算出手段６３によって算出することで、外力の値を求める。図５（Ｂ）に示すように、可動部材５１に外力Ｆが作用した際の、弾性部材５９ａ，５９ｂに対応する圧電材料６１ａ，６１ｂの出力電圧から力算出手段６３によって求めた力をＦａ，Ｆｂとすると、力のバランス式はＦ＝Ｆａ−Ｆｂとなる。Ｙ軸方向の外力も同様にして求められる。またＸ軸方向とＹ軸方向の力を合成した外力が作用した時はＸ軸方向、Ｙ軸方向の力を独立して求めたもののベクトル和が外力となる。
また、弾性部材のバネ係数は既知であるから、求められた押し付け力から、その撓み量、ひいては可動部材の変位量が求められる。
【００３０】
次に、図６を参照しながら、この発明のコンプライアンス装置を適用したロボットアームで嵌合部品９４を被嵌合部品９５に嵌合させる作業における動作の概要を説明する。
図６において、ロボットアーム先端とハンド９３との間にコンプライアンス装置９２が介在している。嵌合部品９４をハンド９３で把持し、テーブルに載置された被嵌合部品９５に対して姿勢、位置を調整し、その状態で嵌合部品９４を被嵌合部品９５に接近させ、姿勢、位置の多少のずれをコンプライアンス装置９２で補償して、被嵌合部品９５に嵌合させる。このとき、上記の姿勢、位置のずれを補償する時にコンプライアンス装置９２により弾性変位要素の力あるいは変位量が検出され、ハンド９３に作用する力が、検出された弾性変位要素の力あるいは変位量から計算装置９６によって演算して検出される。この力の検出値をロボット制御装置９７にフィードバックし、この検出値に基づいてハンド９３にかかっている外力、モーメントの方向を判別し、ハンド９３に部品挿入方向以外の並進力やモーメントを軽減する方向にロボットアームを制御し、嵌合部品９４の被嵌合部品に対する姿勢、位置を調整して、嵌合部品９４を被嵌合部品に無理無く嵌合させる。
【００３１】
【発明の効果】
この発明の効果は、各請求項毎に次のように整理される。
１．請求項１に係る発明の効果
複数の一自由度の復元力発生手段と、当該復元力発生手段と可動部材との接点において可動部材が復元力と垂直な方向に並進可能なスライド手段とを有することで、二自由度の復元力の発生手段と二自由度の移動手段を一体化できる。これにより、簡単な構造で並進二自由度方向のコンプライアンス性を有するコンプライアンス装置を提供できる。
【００３２】
２．請求項２に係る発明の効果
スライド手段が復元力発生手段の先端に設けた可動部材の接触面と摺動可能な押し付け部材であることで、簡単な構成でスライドが可能となる。これより、簡単な構造で並進二自由度方向のコンプライアンス性を有するコンプライアンス装置を構成することができる。
【００３３】
３．請求項３に係る発明の効果
可動部材の変位に伴ってシリンダ内の圧力が変化し、可動部材の変位量に応じた復元力を発生させることができる。これにより、簡単な構造のコンプライアンス装置を構成することができる。
【００３４】
４．請求項４に係る発明の効果
無負荷状態でシリンダ内の圧力を調整してから開閉弁を閉じて、シリンダを密閉することでコンプライアンス剛性を変えることができる。圧力制御手段により無負荷状態のシリンダ内の圧力を適時に適宜調整できるので、コンプライアンス剛性を、作業内容に応じて最適化することにより、作業の高速化、高精度化を図ることができる。
【００３５】
５．請求項５に係る発明の効果
気体供給手段は各シリンダに独立に気体を供給することで、各シリンダの気体の圧力を独立に制御できるのでコンプライアンス剛性に方向性を持たせることができ、また、コンプライアンス剛性を適宜、迅速に調整することができる。これにより、コンプライアンス剛性の方向性を作業の内容に合わせることができ、また、コンプライアンス剛性を一連の作業における各段階の作業内容に、適宜、迅速に適合させることができるので、これを作業内容に応じて最適化することで、作業の高速化、高精度化を図ることができる。
【００３６】
６．請求項６に係る発明の効果
シリンダ内圧を高めに調整してコンプライアンス剛性を高くすることによって、可動部材の振動を抑制することができ、ロボットアームの移動時等の負荷変動によってコンプライアンス装置が振動することを防止できる。これにより、作業の高速化、高精度化を図ることができる。
【００３７】
７．請求項７に係る発明の効果
シリンダ内圧の検出値から可動部材に作用する外力を算出し、その外力をロボット制御にフィードバックすることができる。これにより、簡単な構造で力センシング機能を有し、高精度な作業が可能なコンプライアンス装置を構成することができる。
【００３８】
８．請求項８に係る発明の効果
シリンダ内圧の検出値から可動部材の変位量を算出し、可動部材の変位量をロボット制御にフィードバックすることができる。これにより、作業の高精度化を図ることができる。
【００３９】
９．請求項９に係る発明の効果
復元力発生手段はベース部材に固定された一自由度の弾性部材であるから、可動部材の変位に伴って上記弾性部材が弾性変形して、可動部材の変位量に応じた復元力を発生させることができる。これにより、簡単な構造で並進二自由度方向のコンプライアンス性を有するコンプライアンス装置を構成することができる。
【００４０】
１０．請求項１０に係る発明の効果
弾性部材の反力の値から可動部材に作用する外力を算出し、その外力をロボット制御にフィードバックすることができる。これにより、簡単な構造で力センシング機能を有し、高精度な作業が可能なコンプライアンス装置を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】は、本発明の基本的な機構を示す実施例１の平面図であり、（Ａ）はその中立状態を示し、（Ｂ）は可動部材にＸ方向に外力Ｆがかかった状態を示し、（Ｃ）は可動部材に斜め方向の外力Ｆがかかかった状態を示す図である。
【図２】は実施例２の平面図である。
【図３】は実施例３の平面図であり、（Ａ）は中立状態を示し、（Ｂ）は可動部材にＹ方向の外力がかかった状態を示す図である。
【図４】は実施例４の平面図であり、（Ａ）は中立状態を示し、（Ｂ）は可動部材にＸ方向の外力がかかった状態を示す図である。
【図５】（ａ）は、コンプライアンス装置を有するロボットアームの主要部の概念図であり、（ｂ）は図（ａ）のロボットアームに力測定装置を単純に付加する場合の概念図である。
【図６】は、実施例のロボットアーム制御システムの概念図である。
【図７】は、（ａ）は力測定装置を有する従来のコンプライアンス装置の主要部の側面図、（ｂ）は平面図である。
【符号の説明】
１，１１，３１，５１　　　　　：可動部材
２，１２，５２　　　　　　　　：ベース部材
３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂ，
１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ，
３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂ：シリンダ
５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂ　　　　：ピストン
７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂ，
５７ａ，５７ｂ，５８ａ，５８ｂ：押し付け部材
１９ａ，１９ｂ，２０ａ，２０ｂ：開閉弁
２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂ：チューブ
２３，２４　　　　　　　　　　：エア供給手段
２５，２６　　　　　　　　　　：圧力制御手段
３９ａ，３９ｂ，４０ａ，４０ｂ：圧力測定手段
４１　　　　　　　　　　　　　：計算手段
５９ａ，５９ｂ，６０ａ，６０ｂ：弾性部材
６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂ：圧電材料
６３：力算出手段
７１：ハンド側プレート
７２：アーム側プレート
７３：弾性部材
７４：ロボットアーム
７５：ハンド
７６：嵌合部品
７７：被嵌合部品
７８：力センサ
９１：ロボット
９２：コンプライアンス装置
９３：ハンド
９４：嵌合部品
９５：被嵌合部品
９６：計算装置
９７：ロボット制御装置
【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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