CN119451785A 挠曲量推定装置、机器人控制装置以及挠曲量推定方法 （川崎重工业株式会社）

2024.12.09PCT/JP2023/0210432023.06.06WO2023/238871JA2023.12.14一种挠曲量推定装置，具备：开角计算部为具有多个旋转副的二自由度的连杆结构部(11)的一个旋转副的轴的基准轴转动的连杆结构部的一个连杆(31)与围绕基准轴转动的连杆结构部(11)的另一个连杆(32)所形成的角的角刚度值确定函数而确定与开角(θ)对应的刚度2开角计算部，其计算开角，所述开角为围绕作为所述连杆基准轴转动的所述连杆结构部的一个连杆与围绕所述基准轴转动的所述连杆结构部的另挠曲量计算部，其根据由所述负荷计算部计算出的所述连杆结构部所受到的所述连杆结构部具有：作为所述一个连杆的第一驱动连杆、作述第二从动连杆可转动地连结的第二连结轴以及将所述第一从动连杆和所述第二从动连还具备围绕所述第一驱动轴摆动驱动所述第一驱动连杆的第一驱动部和围绕所述第所述第一驱动轴与所述第二连结轴之间的距离等于所述第一连结轴与所述第三连结所述第二驱动轴与所述第一连结轴之间的距离等于所述第二连结轴与所述第三连结所述刚度值确定函数是预先通过解析而取得与互不相同的多个所述开角分别对应的3处理器，其通过执行所述至少一个程序，计算包含具有多个旋转副的开角计算处理，其计算开角，所述开角为围绕作为所述连杆结构部的基准轴转动的所述连杆结构部的一个连杆与围绕所述基准轴转动的所述连杆结构部的挠曲量计算处理，其根据在所述负荷计算处理中计算出的所述连杆结构部所8.一种机器人控制装置，其特征在于，具备权利9.一种挠曲量推定方法，其检测包含具有多个旋计算开角，所述开角为围绕作为所述连杆结构部的一个述连杆结构部的一个连杆与围绕所述基准轴转动的所述连杆结构部的另一个连杆所形成通过使用刚度值确定函数而确定与计算出的所述连杆结构部的所述开角对应的所述刚度值，所述刚度值确定函数表示刚度值与所述连杆结构部的所述开角之间的相关关系，所述刚度值为所述连杆结构部所受到的负荷与所述连杆结构部的挠曲量相关联的刚度矩根据计算出的所述连杆结构部所受到的负荷和在分量中具有确定的所述刚度值的所4结构部的挠曲量的挠曲量推定装置。专利文献1的挠曲量推定装置根据四连杆结构部的摆部的运动的二自由度的连杆结构中不能应用专利文献1所记载的挠曲量推定装置，在应对多个旋转副的二自由度的连杆结构部的多个连杆通过关节连结而成的机器人臂的所述连述开角为围绕作为所述连杆结构部的一个旋转副的轴的基准轴转动的所述连杆结构部的所述连杆结构部所受到的负荷与所述连杆结构部的挠曲量相关联的刚度矩阵的各分量的5[0019]图7是表示用于图1的机器人系统的挠曲量推定动作的刚度值确定函数的一例的[0020]图8是表示用于图1的机器人系统的挠曲量推定动作的刚度值确定函数的一例的编程以执行所公开的功能的通用处理器、专用处理器、集成电路、ASIC(Application如围绕沿上下方向延伸的旋转轴线可转动地连结。连结基座6和连杆结构部11的结构是第6动连杆32的第一部分上，并且连结支承连杆30的第二部分和第二驱动连杆32的第一部分。第一连结轴37经由轴承支承在第二驱动连杆32的第二部分和第一从动连杆33的第一部分7动连杆31和第二驱动连杆32所形成的角即开角θ与第一从动连杆33和第二从动连杆34所形一驱动连杆31和第二驱动连杆32所形成的角的开角θ是通过第一驱动轴35和第二驱动轴36的轴线和第二连结轴38的轴线的平面与通过第一驱动轴35和第二驱动轴36的轴线和第一是通过第三连结轴39的轴线和第二连结轴38的轴线的平面与通过第三连结轴39的轴线和动轴36围绕基准轴可转动地支承第二驱动连第二驱动部15分别具有检测伺服电动机的输出轴的角度位置的编码器14a、15a。如图5所[0033]因此，如图3所示，当下臂第一驱动部14利用自身的驱动力使第一驱动轴35转动[0036]如图1所示，也被称为机器人控制装置的机器人控制器2配置在机器人主体1的周8挠曲引起的第二从动连杆34相对于支承连杆30的位置和姿势的位移量。机器人控制器2可连杆31与围绕基准轴转动的连杆结构部11的另一个连杆即第二驱动连杆32所形成的角的动连杆31和第二驱动连杆32所形成的角即开角θ。驱动第一驱动连杆31的伺服电动机的输出轴的角度位置信息由下臂第一驱动部14的编码器14a检测，驱动第二驱动连杆32的伺服[0045]接着，在步骤S5中，刚度矩阵确定部27确定对应于开角θ的刚度矩阵C(rigidity的负荷w与连杆结构部11的挠曲量δ相关联的6×6的对称矩阵，并且具有以下式(1)所示的9[0048]刚度矩阵确定部27通过使用分别针对c11～c66的36个分量规定的刚度值确定函数[0049]刚度值确定函数是表示刚度值与连杆结构部11的开角θ之间的相关关系的函数，受到的负荷和基于刚度矩阵确定部27确定的刚度值而确定的刚度矩阵C，计算连杆结构部挠曲量推定装置使用在分量中具有根据开角θ确定的刚度值c11～c66的刚度矩阵C，能够迅令生成部29计算与挠曲量计算部28计算出的连杆结构部11的动态挠曲量δ对应的补偿量。[0058]如上所述，挠曲量推定装置通过使用在分量中具有根据开角θ确使下臂结构相对于基座6及机器人主体1的接地面的姿势发生变化的情况下，机器人系统100也能够推定连杆结构部11的挠曲量δ。杆结构部11的多个连杆通过关节连结而成的机器人臂7的连杆结构部11的挠曲量δ,其中，[0065]开角计算部25，其计算开角θ,该开角θ为围绕作为连杆结构部11的一个旋轴的基准轴转动的连杆结构部11的一个连杆31与围绕基准轴转动的连杆结构部11的另一连杆结构部11的开角θ对应的刚度值，该刚度值确定函数表示将连杆结构部11受到的负荷与连杆结构部11的挠曲量δ相关联的刚度矩阵C的各分量c11～c66的值即刚度值与连杆结构使用在分量中具有基于开角θ确定的刚度值c11～c66的刚度矩阵C，能够迅速地推定连杆结[0074]还具备围绕第一驱动轴35摆动驱动第一驱动连杆31的第一驱动部14和围绕第二驱动轴36摆动驱动第二驱动轴32的第二[0080]第一驱动轴35与第二连结轴38之间的距离等于第一连结轴37与第三连结轴39之[0081]第二驱动轴36与第一连结轴37之间的距离等于第二连结轴38与第三连结轴39之函数是预先通过解析而取得与互不相同的多个开角θ分别对应的刚度值，并对与通过解析的基准轴转动的连杆结构部11的一个连杆与围绕基准轴转动的连杆结构部11的另一个连连杆结构部11的开角θ对应的刚度值，该刚度值确定函数表示将连杆结构部11所受到的负荷与连杆结构部11的挠曲量δ相关联的刚度矩阵的各分量c11～c66的值即刚度值与连杆结[0093]根据实施方式8，通过使用在分量中具有根据开角θ确定的刚度值c11～c66的刚度该机器人臂由包含具有多个旋转副的二自由度的连杆结构部11的多个连杆通过关节连结杆结构部11的一个连杆31与围绕基准轴转动的连杆结构部11的另一个连杆32所形成的角[0097]通过使用刚度值确定函数而确定与计算出的连杆结构部11的开角θ对应的刚度值，该刚度值确定函数表示将连杆结构部11所受到的负荷与连杆结构部11的挠曲量δ相关及[0098]根据计算出的连杆结构部11所受到的负荷和在分量中具有刚度值c11～c66的刚度1267机器人臂8手