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機械手裝置、機械手裝置的控制方法以及程序的制作方法

文檔序號:9281900閱讀:404來源:國知局
機械手裝置、機械手裝置的控制方法以及程序的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及機械手裝置、機械手裝置的控制方法以及程序。
【背景技術(shù)】
[0002] 機械手裝置在各種工業(yè)現(xiàn)場中被大量使用,其具有多關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu),多數(shù)情況下被作 為IC分選機或組裝裝置的一部分使用。因此,對于機械手裝置而言,迄今為止如何能夠快 速并且準確地將手臂移動到所要求的位置為重要的性能指標、品質(zhì)。
[0003] -般來說,為使手臂高速并且準確地移動關(guān)鍵在于:減小施加在手臂上的慣性力, 不使驅(qū)動用的致動器的負荷增大。為減小施加在手臂上的慣性力,作為最有效的方法采用 手臂的輕型化的。但是,由于使手臂輕型化會導(dǎo)致手臂的剛性降低,難以抑制手臂停止時產(chǎn) 生的手臂的振動,即使使手臂前端部停止在目標的位置,也會產(chǎn)生手臂自身的振動的振幅 大小的位置錯移,因而存在著直到振動衰減的時刻之前無法開始下次的動作的問題。
[0004] 針對該問題,提出過如下的方法等,即,在手臂前端設(shè)置加速度傳感器,根據(jù)加速 度信號使手臂作動,從而抑制振動(例如專利文獻1);在手臂前端及手臂上設(shè)置角速度傳 感器,根據(jù)角速度信號,控制手臂動作(例如專利文獻2)。
[0005] 專利文獻1 :日本特開平1-173116號公報
[0006] 專利文獻2 :日本特開2005-242794號公報
[0007] 但是,在以往的機械手裝置的控制方法中,由于使用角速度傳感器或者加速度傳 感器的某一種,生成抑制振動的控制信號,因此在傳感器信號中包含零偏漂移等誤差的情 況下就會在控制信號中產(chǎn)生誤差,有時無法進行準確的控制。
[0008] 例如,在專利文獻2中,為了降低傳感器的誤差的影響而使用了除去角度傳感器 的高頻成分的低通濾波器和除去角速度傳感器的低頻成分的高通濾波器這2種濾波器,因 此存在增加了控制裝置的運算量,在處理中花費時間、或為了提高處理速度而增加運算機 的成本的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明可以以下的方式或應(yīng)用例來實現(xiàn),以解決上述問題的至少一部分。
[0010][應(yīng)用例1]本應(yīng)用例的機械手裝置的特征在于,具備:手臂連結(jié)裝置,其包括致動 器、以預(yù)定的減速比傳遞所述致動器的轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)以及檢測所述致動器的旋轉(zhuǎn)角 度的角度傳感器;手臂體,其通過所述手臂連結(jié)裝置串聯(lián)地并且可以旋轉(zhuǎn)地連結(jié)多個手臂 而構(gòu)成;基體,其利用基體連結(jié)裝置可以旋轉(zhuǎn)地與所述手臂體連結(jié),該基體連結(jié)裝置包括被 設(shè)于所述手臂體的一端部的所述致動器、以預(yù)定的減速比傳遞所述致動器的轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩傳 遞機構(gòu)以及檢測所述致動器的旋轉(zhuǎn)角度的角度傳感器;慣性傳感器,其被安裝于所述手臂 中,且至少包括角速度傳感器;第一運算部,其根據(jù)所述角度傳感器的旋轉(zhuǎn)角度檢測數(shù)據(jù), 算出由具備所述角度傳感器的所述致動器驅(qū)動的所述手臂的角速度;第二運算部,其根據(jù) 借助所述連結(jié)裝置連結(jié)的所述手臂中所具備的所述慣性傳感器的角速度檢測數(shù)據(jù),算出以 所述連結(jié)裝置為軸的由所述致動器驅(qū)動的所述手臂的角速度,該連結(jié)裝置包括所述第一運 算部的運算對象的所述致動器;第三運算部,其算出所述致動器與所述手臂之間的扭轉(zhuǎn)角 速度,該所述致動器與所述手臂之間的扭轉(zhuǎn)角速度被除去了由所述致動器驅(qū)動的所述手臂 的所述角速度與根據(jù)所述慣性傳感器的所述角速度檢測數(shù)據(jù)所算出的所述手臂的所述角 速度之差中所含的低頻成分。
[0011] 根據(jù)上述的應(yīng)用例,通過將扭轉(zhuǎn)角速度作為機械手裝置的振動抑制控制的基礎(chǔ)的 數(shù)據(jù)使用,可以進行準確的控制。
[0012] [應(yīng)用例2]在上述的應(yīng)用例中還具有如下的特征,上述低頻成分是相對于上述機 械手裝置的機械系統(tǒng)固有頻率當中的反共振頻率及共振頻率中的最低的頻率更低的頻率。
[0013] 根據(jù)上述的應(yīng)用例,不去除反共振頻率及共振頻率而去除低頻成分,由此即使在 使用了包含誤差的慣性傳感器的情況下,也可以在振幅大的區(qū)域中獲得接近利用不包含誤 差的慣性傳感器所得到的真值的扭轉(zhuǎn)角速度,從而可以獲得利用扭轉(zhuǎn)角速度準確地控制振 動的機械手裝置。
[0014] [應(yīng)用例3]在上述的應(yīng)用例中還具有如下的特征,還具備第四運算部,其將利用 上述第一運算部算出的上述手臂的上述角速度與利用上述第三運算部算出的上述扭轉(zhuǎn)角 速度相加。
[0015] 根據(jù)上述的應(yīng)用例,在扭轉(zhuǎn)角速度的低頻成分中不含有實際動作。所以,扭轉(zhuǎn)角速 度的低頻成分的除去即為慣性傳感器的誤差(噪聲)的除去,通過將除去了低頻成分的扭 轉(zhuǎn)角速度、或者對除去了低頻成分的扭轉(zhuǎn)角速度加上致動器的角速度而得的手臂角速度作 為控制數(shù)據(jù)來使用,就可以進行準確的機械手裝置的振動抑制控制。
[0016] [應(yīng)用例4]本應(yīng)用例的機械手裝置的控制方法其特征在于,該機械手裝置具備: 手臂連結(jié)裝置,其包括致動器、以預(yù)定的減速比傳遞所述致動器的轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)以 及檢測所述致動器的旋轉(zhuǎn)角度的角度傳感器;手臂體,其通過所述手臂連結(jié)裝置串聯(lián)地并 且可以旋轉(zhuǎn)地連結(jié)多個手臂而構(gòu)成;基體,其利用基體連結(jié)裝置可以旋轉(zhuǎn)地與所述手臂體 連結(jié),該基體連結(jié)裝置包括被設(shè)于所述手臂體的一端部的所述致動器、以預(yù)定的減速比傳 遞所述致動器的轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)以及檢測所述致動器的旋轉(zhuǎn)角度的角度傳感器;慣 性傳感器,其被安裝于所述手臂中,且至少包括角速度傳感器,該機械手裝置的控制方法包 括:第一運算步驟,其根據(jù)所述角度傳感器的旋轉(zhuǎn)角度檢測數(shù)據(jù),算出由具備所述角度傳感 器的所述致動器驅(qū)動的所述手臂的角速度;第二運算步驟,其根據(jù)借助所述連結(jié)裝置連結(jié) 的所述手臂中所具備的所述慣性傳感器的角速度檢測數(shù)據(jù),算出以所述連結(jié)裝置為軸的由 所述致動器驅(qū)動的所述手臂的角速度,該連結(jié)裝置包括所述第一運算步驟的運算對象的所 述致動器;第三運算步驟,其算出所述致動器與所述手臂之間的扭轉(zhuǎn)角速度,該所述致動器 與所述手臂之間的扭轉(zhuǎn)角速度被除去了由所述致動器驅(qū)動的所述手臂的所述角速度與根 據(jù)所述慣性傳感器的所述角速度檢測數(shù)據(jù)所算出的所述手臂的所述角速度之差中所含的 低頻成分。
[0017] 根據(jù)上述的應(yīng)用例,通過將扭轉(zhuǎn)角速度作為機械手裝置的振動抑制控制的基礎(chǔ)的 數(shù)據(jù)使用,可以進行準確的控制。
[0018] [應(yīng)用例5]在上述的應(yīng)用例中還具有如下的特征,上述低頻成分是相對于上述機 械手裝置的機械系統(tǒng)固有頻率當中的反共振頻率及共振頻率的最低的頻率更低的頻率。
[0019] 根據(jù)上述的應(yīng)用例,不去除反共振頻率及共振頻率而去除低頻成分,由此即使在 使用了包含誤差的慣性傳感器的情況下,也可以在振幅大的區(qū)域中獲得接近利用不包含誤 差的慣性傳感器得到的真值的扭轉(zhuǎn)角速度,從而可以獲得利用扭轉(zhuǎn)角速度準確地控制振動 的機械手裝置。
[0020] [應(yīng)用例6]在上述的應(yīng)用例中還具有如下的特征,還具備第四運算步驟,其將利 用上述第一運算步驟算出的上述手臂的上述角速度與利用上述第三運算步驟算出的上述 扭轉(zhuǎn)角速度相加,算出上述手臂的角速度。
[0021] 根據(jù)上述的應(yīng)用例,在扭轉(zhuǎn)角速度的低頻成分中不含有實際動作。所以,扭轉(zhuǎn)角速 度的低頻成分的除去即為慣性傳感器的誤差(噪聲)的除去,通過將除去了低頻成分的扭 轉(zhuǎn)角速度、或者對除去了低頻成分的扭轉(zhuǎn)角速度加上致動器的角速度而得的手臂角速度作 為控制數(shù)據(jù)來使用,就可以進行準確的機械手裝置的振動抑制控制。
[0022] [應(yīng)用例7]本應(yīng)用例的程序是對機械手裝置進行控制的程序,該機械手裝置具 備:手臂連結(jié)裝置,其包括致動器、以預(yù)定的減速比傳遞所述致動器的轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu) 以及檢測所述致動器的旋轉(zhuǎn)角度的角度傳感器;手臂體,其通過所述手臂連結(jié)裝置串
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