吸尘器的控制装置及控制方法、吸尘器、吸尘器的控制程序以及集成电子电路的制作方法

专利名称：吸尘器的控制装置及控制方法、吸尘器、吸尘器的控制程序以及集成电子电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于对在家庭内进行扫除的吸尘器的扫除动作进行生成及示范的吸 尘器的控制装置及控制方法、吸尘器、吸尘器的控制程序以及集成电子电路。
背景技术：
近年来，家庭用或大厦等的业务用自动扫除机器人逐渐形成产品。作为家庭用自 动扫除机器人，公开有根据来自自动扫除机器人的传感器的信号确认扫除区域并同时自动 进行扫除的扫除机器人(参照专利文献1、专利文献2)。另外，对于业务用自动扫除机器人 而言，作为大厦清扫用自动扫除机器人，存在如下扫除机器人，即、使用光学传感器或摄像 头等识别自身位置，对作为对象的房间或地板面不留角落地进行扫除(参照专利文献3、专 利文献4)。并且，在专利文献5中公开有如下方法，即、将具有无线通信功能的标识器置于人 发现的污垢部分，扫除机器人通过搜索标识器，从而仅对设置了标识器的部分迅速进行扫 除的方法。另外，在专利文献6中公开了通过使用遥控器对吸尘器进行远程控制而使操作性 良好的吸尘器。专利文献1 日本特开2003-323214号公报专利文献2 日本特开2004-148090号公报专利文献3 日本特开平08-106323号公报专利文献4 日本特开平08-063229号公报专利文献5 日本特开2007-拟639号公报专利文献6 日本特开平4495323号公报但是，在专利文献1、专利文献2、专利文献3、专利文献4中，机器人一边自行移动， 一边同时对地板面不留角落地进行扫除，虽具有不经由人手即可进行扫除的特征，但不能 应对使用者掉落食物等时这种立即想要进行扫除时的情况。并且，在专利文献5中，虽然使用标识器来应对突然产生的污垢，但不能进行对家 具或房间的缝隙等进行的扫除、或者与地板面的材质对应的扫除、识别污垢多的部分或少 的部分并进行扫除等极细微的扫除。另外，在专利文献6中，虽然可以通过遥控操作来控制吸尘器的移动方向，但不能 直观地操纵吸引力的控制或擦抹扫除时的力的施加状况等。

发明内容
本发明是鉴于上述课题而作出的，其目的在于提供一种吸尘器的控制装置及控制 方法、吸尘器、吸尘器的控制程序及集成电子电路，其能够实现作业者可在短时间内容易地 向吸尘器示范极细微的扫除动作的吸尘器的控制。
为了实现上述目的，本发明如下构成。根据本发明的第一形态，提供一种吸尘器的控制装置，该吸尘器具有移动体、基 端与所述移动体连结的机械臂、安装于所述机械臂前端的卡爪并与扫除面接触的扫除部、 以及驱动所述移动体、所述机械臂和所述扫除部的驱动装置，通过所述控制装置驱动控制 所述吸尘器的所述驱动装置而在家庭内进行扫除作业，所述吸尘器的控制装置的特征在 于，具有力检测机构，其检测作用于所述机械臂的人的力；信息获取部，其分别获取所述扫除作业中的包含所述扫除部的吸引力及所述扫除 部的扫除位置的与扫除动作相关的信息和与由所述力检测机构检测到的作用于所述机械 臂的所述人的力相关的信息；修正动作类别确定机构，其根据所述信息获取部分别获取的与所述扫除动作相关 的信息和与所述人的力相关的信息，确定对所述扫除动作进行修正的修正动作的类别；扫除动作修正机构，其在所述机械臂的所述扫除作业过程中，对应于由所述力检 测机构检测且由所述信息获取部获取的所述人的力和由所述修正动作类别确定机构确定 的所述修正动作的类别，驱动控制所述驱动装置以修正所述扫除动作。根据本发明的第十六形态，提供一种吸尘器的控制方法，该吸尘器具有移动体、 基端与所述移动体连结的机械臂、安装于所述机械臂前端的卡爪并与扫除面接触的扫除 部、以及驱动所述移动体、所述机械臂和所述扫除部的驱动装置，通过所述控制方法驱动控 制所述吸尘器的所述驱动装置而在家庭内进行扫除作业，所述吸尘器的控制方法的特征在 于，利用力检测机构检测作用于所述机械臂的人的力；使用所述扫除作业中的包含所述扫除部的吸引力及所述扫除部的扫除位置的与 扫除动作相关的信息和与由所述力检测机构检测且由信息获取部获取的作用于所述机械 臂的所述人的力相关的信息，利用修正动作类别确定机构来确定对所述扫除动作进行修正 的修正动作的类别；在所述机械臂的所述扫除作业过程中，对应于由所述力检测机构检测且由所述信 息获取部获取的所述人的力和由所述修正动作类别确定机构确定的所述修正动作的类别， 驱动控制所述驱动装置，并利用扫除动作修正机构修正所述扫除动作。根据本发明的第十七形态，提供一种吸尘器，该吸尘器具有所述机械臂；以及利 用所述驱动装置驱动控制所述机械臂的第一 十五形态中任一形态所述的吸尘器的控制装置。根据本发明的第十八形态，提供一种吸尘器的控制程序，所述吸尘器具有移动 体、基端与所述移动体连结的机械臂、安装于所述机械臂前端的卡爪且与扫除面接触的扫 除部、以及驱动所述移动体、所述机械臂和所述扫除部的驱动装置，通过所述控制程序驱动 控制所述吸尘器的所述驱动装置而在家庭内进行扫除作业，所述吸尘器的控制程序的特征 在于，其用于使计算机执行如下步骤使用所述扫除作业中的包含所述扫除部的吸引力及所述扫除部的扫除位置的与 扫除动作相关的信息和与由力检测机构检测且由信息获取部获取的作用于所述机械臂的 人的力相关的信息，利用修正动作类别确定机构来确定对所述扫除动作进行修正的修正动作的类别的步骤；在所述机械臂的所述扫除作业过程中，对应于由所述力检测机构检测且由所述信 息获取部获取的作用于所述机械臂的所述人的力和由所述修正动作类别确定机构确定的 所述修正动作的类别，驱动控制所述驱动装置，并利用扫除动作修正机构修正所述扫除动 作的扫除动作修正步骤。根据本发明的第十九形态，提供一种吸尘器的控制用集成电子电路，所述吸尘器 具有移动体、基端与所述移动体连结的机械臂、安装于所述机械臂前端的卡爪并与扫除面 接触的扫除部、以及驱动所述移动体、所述机械臂和所述扫除部的驱动装置，通过所述控制 用集成电子电路驱动控制所述吸尘器的所述驱动装置而在家庭内进行扫除作业，所述吸尘 器的控制用集成电子电路的特征在于，具有修正动作类别确定机构，其使用所述扫除作业中的包含所述扫除部的吸引力及所 述扫除部的扫除位置的与扫除动作相关的信息和与由力检测机构检测且由信息获取部获 取的作用于所述机械臂的人的力相关的信息，确定对所述扫除动作进行修正的修正动作的 类别；以及扫除动作修正机构，其在所述机械臂的所述扫除作业过程中，对应于由所述力检 测机构检测且由所述信息获取部获取的作用于所述机械臂的所述人的力和由所述修正动 作类别确定机构确定的所述修正动作的类别，驱动控制所述驱动装置以修正所述扫除动作。如上所述，根据本发明的吸尘器的控制装置、吸尘器，因具有修正动作类别确定机 构、力检测机构、扫除动作修正机构和控制机构，故能够进行如下的吸尘器的控制，即能够 利用包含所述扫除部的吸引力及所述扫除部的扫除位置的与扫除动作相关的信息和与作 用于所述机械臂的所述人的力相关的信息，根据人的力，简单地修正扫除动作。另外，根据本发明的吸尘器的控制方法、吸尘器的控制程序及集成电子电路，因具 有修正动作类别确定机构、扫除动作修正机构和控制机构，故能够进行如下的吸尘器的控 制，即能够利用包含所述扫除部的吸引力及所述扫除部的扫除位置的与扫除动作相关的信 息和与作用于所述机械臂的所述人的力相关的信息，根据由力检测机构检测且由信息获取 部获取的人的力，简单地修正扫除动作。并且，由于具有修正动作类别确定机构，故可以不使用按钮等自动切换并修正多 个扫除动作。并且，由于具有修正动作类别确定机构，故根据进行操作的人的技能等，可以在一 次进行多个类别的修正和进行一种修正之间进行切换。另外，由于还具有控制参数管理机构和控制部，根据修正动作的类别设定机械臂 的机械阻抗值，因此，根据机械臂的修正方向，可以变更机械阻抗值来进行控制、或使修正 中的吸引力或相对于扫除面的力减弱或停止。


本发明的上述这些目的和特征以及其他目的和特征，根据对附图的与优选实施方 式相关联的下述记载能够明了。图1是表示本发明的实施方式中的吸尘器的概要结构的侧视图2A是表示本发明的所述实施方式中的所述吸尘器的操作状态的侧视图、图2B 是表示本发明的所述实施方式中的所述吸尘器的操作状态的侧视图；图3是表示具有本发明的所述实施方式中的所述吸尘器的控制装置和作为控制 对象的机械臂的所述吸尘器的详细结构的图；图4是对本发明的所述实施方式中的所述吸尘器的扫除动作数据库的动作信息 的一览表进行说明的图；图5是对与本发明的所述实施方式中的所述吸尘器的扫除动作数据库的标志相 关的信息进行说明的图；图6是对与本发明的所述实施方式中的所述吸尘器的修正参数的标志相关的信 息进行说明的图；图7是表示本发明的所述实施方式中的所述吸尘器的所述控制装置的控制部的 结构的框图；图8是与本发明的所述实施方式中的所述吸尘器的所述控制装置的扫除路径相 关的图；图9是表示本发明的所述实施方式中的所述吸尘器的操作状态的侧视图；图10是对本发明的所述实施方式中的所述吸尘器的不可扫除区域数据库信息的 一览表进行说明的图；图11是与本发明的所述实施方式中的所述吸尘器的所述控制装置的扫除路径相 关的图；图12A是表示本发明的所述实施方式中的所述吸尘器的操作状态的侧视图、图 12B是表示本发明的所述实施方式中的所述吸尘器的操作状态的俯视图、图12C是表示本 发明的所述实施方式中的所述吸尘器的操作状态的俯视图、图12D是表示本发明的所述实 施方式中的所述吸尘器的操作状态的俯视图；图13A是与本发明的所述实施方式中的所述吸尘器的坐标系相关的图、图13B是 与本发明的所述实施方式中的所述吸尘器的坐标系相关的图、图13C是与本发明的所述实 施方式中的所述吸尘器的坐标系相关的图；图14是表示本发明的所述实施方式中的所述吸尘器的扫除动作类别确定部的动 作步骤(修正类别推定处理)的流程图；图15是表示本发明的所述实施方式中的所述吸尘器的、人的施加力和该时刻之 间的关系的图；图16A是表示本发明的所述实施方式中的所述吸尘器的所述控制装置的动作状 态的侧视图、图16B是表示本发明的所述实施方式中的所述吸尘器的所述控制装置的动作 状态的俯视图、图16C是表示本发明的所述实施方式中的所述吸尘器的所述控制装置的动 作状态的俯视图；图17是表示本发明的所述实施方式中的所述吸尘器的所述控制装置的扫除动作 类别确定部的动作步骤的流程图；图18A是表示本发明的所述实施方式中的所述吸尘器的操作状态的侧视图、图 18B是表示本发明的所述实施方式中的所述吸尘器的操作状态的侧视图；图19是表示本发明的所述实施方式中的所述吸尘器的所述控制装置的、人施加的力和吸引力的对应关系的图；图20A是表示本发明的所述实施方式中的所述吸尘器的操作状态的图、图20B是 说明本发明的所述实施方式中的所述吸尘器的操作状态时的吸嘴的放大俯视图；图21是对本发明的所述实施方式中的所述吸尘器的外部设备的显示部的画面进 行说明的图；图22是表示本发明的所述实施方式中的所述吸尘器的所述控制装置的动作状态 的侧视图；图23是表示本发明的所述实施方式中的所述吸尘器的所述控制装置的动作状态 的侧视图；图M是表示本发明的所述实施方式中的所述吸尘器的所述控制装置的扫除动作 修正部、修正动作类别确定部、动作选择部、扫除动作存储部、扫除动作数据库和控制参数 管理部的动作步骤的流程图；图25是表示本发明的所述实施方式中的所述吸尘器的所述控制装置的控制部的 动作步骤的流程图；图沈是表示本发明的所述实施方式中的所述吸尘器的操作盘的图；图27A是表示本发明的所述实施方式中的所述吸尘器的操作状态的侧视图、图 27B是表示本发明的所述实施方式中的所述吸尘器的操作状态的侧视图、图27C是表示本 发明的所述实施方式中的所述吸尘器的操作状态的侧视图；图28A是表示本发明的所述实施方式中的所述吸尘器的操作状态的侧视图、图 28B是表示本发明的所述实施方式中的所述吸尘器的操作状态的侧视图、图28C是表示本 发明的所述实施方式中的所述吸尘器的操作状态的侧视图；图29A是表示本发明的所述实施方式中的所述吸尘器的操作状态的侧视图、图 29B是表示本发明的所述实施方式中的所述吸尘器的操作状态的俯视图、图29C是表示本 发明的所述实施方式中的所述吸尘器的操作状态的俯视图、图29D是表示本发明的所述实 施方式中的所述吸尘器的操作状态的俯视图；图30A是表示本发明的所述实施方式中的所述吸尘器的操作状态的侧视图、图 30B是表示本发明的所述实施方式中的所述吸尘器的操作状态的俯视图、图30C是表示本 发明的所述实施方式中的所述吸尘器的操作状态的俯视图、图30D是表示本发明的所述实 施方式中的所述吸尘器的操作状态的俯视图；图31是表示本发明的所述实施方式中的所述吸尘器的操作状态的俯视图；图32A是表示本发明的所述实施方式中的所述吸尘器的操作状态的侧视图、图 32B是表示本发明的所述实施方式中的所述吸尘器的操作状态的侧视图、图32C是表示本 发明的所述实施方式中的所述吸尘器的操作状态的侧视图；图33是表示与本发明的所述实施方式中的所述吸尘器的所述控制装置的扫除动 作类别确定部的阈值相关的一览表的图。
具体实施例方式以下，基于附图对本发明的实施方式详细说明。以下，在参照附图详细说明本发明的实施方式之前，对本发明的各种形态进行说明。根据本发明的第一形态，提供一种吸尘器的控制装置，该吸尘器具有移动体、基 端与所述移动体连结的机械臂、安装于所述机械臂前端的卡爪并与扫除面接触的扫除部、 以及驱动所述移动体、所述机械臂和所述扫除部的驱动装置，通过所述控制装置驱动控制 所述吸尘器的所述驱动装置而在家庭内进行扫除作业，所述吸尘器的控制装置的特征在 于，具有力检测机构，其检测作用于所述机械臂的人的力；信息获取部，其分别获取所述扫除作业中的包含所述扫除部的吸引力及所述扫除 部的扫除位置的与扫除动作相关的信息和与由所述力检测机构检测到的作用于所述机械 臂的所述人的力相关的信息；修正动作类别确定机构，其根据所述信息获取部分别获取的与所述扫除动作相关 的信息和与所述人的力相关的信息，确定对所述扫除动作进行修正的修正动作的类别；扫除动作修正机构，其在所述机械臂的所述扫除作业过程中，对应于由所述力检 测机构检测且由所述信息获取部获取的所述人的力和由所述修正动作类别确定机构确定 的所述修正动作的类别，驱动控制所述驱动装置以修正所述扫除动作。根据如上所述的结构，根据与所述扫除动作相关的信息和与人的力相关的信息， 可以修正机械臂的扫除动作。根据本发明的第二形态，提供一种吸尘器的控制装置，其在第一形态所述的吸尘 器的控制装置的基础上，所述修正动作类别确定机构确定多个对所述扫除动作进行修正的 修正动作的类别，所述扫除动作修正机构在所述机械臂的所述扫除作业过程中，对应于由 所述力检测机构检测且由所述信息获取部获取的所述人的力和由所述修正动作类别确定 机构确定的所述修正动作的所述多个类别，驱动控制所述驱动装置，并基于所述多个类别 的修正动作对所述扫除动作进行修正。根据如上所述的结构，根据与所述扫除动作相关的信息、与人的力相关的信息和 所述修正动作的所述多个类别，对于机械臂的扫除动作，一次能够进行多个类别的修正。根据本发明的第三形态，提供一种吸尘器的控制装置，其在第一形态所述的吸尘 器的控制装置的基础上，与所述扫除动作相关的信息包括下述信息中的至少一个信息，所 述信息为与所述机械臂进行的所述扫除作业对应的所述扫除部的所述扫除位置的信息、 自所述扫除部施加于所述扫除面的力信息、与所述扫除部的扫除方向相关的信息、与所述 扫除部的吸引力强度相关的信息、所述扫除部的速度信息、与未进行扫除的区域相关的信 息即不可扫除区域信息。根据如上所述的结构，根据所述吸尘器的机械臂进行的扫除作业，可以修正各个 时间下的位置信息、所述机械臂施加的力信息、与扫除方向相关的信息、与吸引力强度相关 的信息、速度信息、与不希望扫除的区域相关的信息中的至少一个信息。根据本发明的第四形态，提供一种吸尘器的控制装置，其在第一形态所述的吸尘 器的控制装置的基础上，与所述扫除动作相关的信息至少具有与所述机械臂进行的所述扫 除作业对应的自所述扫除部施加于所述扫除面的力信息和与所述扫除部的吸引力强度相 关的信息，所述扫除动作修正机构基于与所述扫除动作相关的信息，在按照所述机械臂能够移动的xyz轴方向的各轴，设定使预先设定的力自所述机械臂作用于所述扫除面而进行所 述扫除动作的力控制模式，从而通过所述机械臂进行所述扫除动作时，对应于由所述力检 测机构检测且由所述信息获取部获取的所述人的力，在与修正动作前的所述扫除动作中的 所述机械臂的刚性相比提高所述机械臂的刚性那样的、控制所述机械臂的位置的位置控制 下，修正与修正动作前的所述扫除动作相关的信息中的所述被设定的力的大小或方向。根据如上所述的结构，基于与所述扫除动作相关的信息，在按照所述机械臂能够 移动的xyz轴方向的各轴，设定使预先设定的力自所述机械臂作用于所述扫除面而进行所 述扫除动作的力控制模式，从而通过所述机械臂进行所述扫除动作时，对应于由所述力检 测机构检测且由信息获取部获取的所述人的力，在与修正动作前的所述扫除动作中的所述 机械臂的刚性相比提高所述机械臂的刚性那样的、控制所述机械臂的位置的位置控制下， 可以修正与修正动作前的所述扫除动作相关的信息中的所述被设定的力的大小或方向。根据本发明的第五形态，提供一种吸尘器的控制装置，其在第一形态所述的吸尘 器的控制装置的基础上，与所述扫除动作相关的信息具有与所述机械臂进行的所述扫除作 业对应的所述扫除部的所述扫除位置的信息、与所述扫除部的扫除方向相关的信息、所述 扫除部的速度信息、与未进行扫除的区域相关的信息即不可扫除区域信息，所述扫除动作修正机构基于与所述扫除动作相关的信息，在以控制所述机械臂的 位置的位置控制模式进行动作时，并在按照所述机械臂能够移动的Xyz轴方向的各轴，设 定根据相对于停止驱动的所述机械臂自所述人施加于所述机械臂的力使所述机械臂工作 的阻抗控制模式而使所述扫除作业动作时，对应于由所述力检测机构检测且由所述信息获 取部获取的所述人的力，驱动控制所述驱动装置，以便对与所述阻抗控制下的所述扫除动 作相关的信息的所述扫除动作进行修正。根据如上所述的结构，基于与所述扫除动作相关的信息，在以控制所述机械臂的 位置的位置控制模式进行动作时，并在按照所述机械臂能够移动的xyz轴方向的各轴，设 定根据相对于停止驱动的所述机械臂自所述人施加于所述机械臂的力使所述机械臂工作 的阻抗控制模式而使所述扫除作业动作时，对应于由所述力检测机构检测且由信息获取部 获取的所述人的力，可以修正与所述阻抗控制下的所述扫除动作相关的信息的所述扫除动 作。根据本发明的第六形态，提供一种吸尘器的控制装置，在第一形态 第五形态中 的任一形态所述的吸尘器的控制装置的基础上，还具有控制参数管理机构，其基于由所述 修正动作类别确定机构确定的所述修正动作的类别，设定所述机械臂的机械阻抗设定值； 阻抗控制机构，其将所述机械臂的所述机械阻抗的值控制在所述控制参数管理机构所设定 的所述机械阻抗设定值。根据如上所述的结构，可以基于修正动作的类别，设定所述机械臂的机械阻抗的 值并进行控制。根据本发明的第七形态，提供一种吸尘器的控制装置，在第六形态所述的吸尘器 的控制装置的基础上，所述阻抗控制机构基于所述修正动作的类别，分别独立设定所述机 械臂的所述卡爪的平移方向及旋转方向的六轴方向的机械阻抗设定值，并且，作为由所述 修正动作类别确定部确定的所述修正动作的类别，当对所述卡爪的所述扫除部的扫除方向 进行修正时，控制参数管理机构设定所述机械阻抗设定值，以使所述扫除方向上的刚性比与所述扫除方向不同的方向上的刚性高。根据如上所述的结构，作为修正类别，通过将卡爪的所述扫除部的扫除方向设为 高刚性，可以切实地检测应修正的所述卡爪的所述扫除部的扫除方向并在该方向上容易移 动，而且，通过将与所述卡爪的所述扫除部的扫除方向不同的方向设为低刚性，可以构成为 难以移动。根据本发明的第八形态，提供一种吸尘器的控制装置，在第一形态所述的吸尘器 的控制装置的基础上，所述修正动作类别确定机构对所述机械臂的所述卡爪的位置在与所 述扫除面平行的方向上的移动量进行检测，并且，当与所述扫除面垂直的方向上的力成分为第一阈值以下、与所述扫除面平行的方 向上的力成分为第二阈值以上、且由所述修正动作类别确定机构检测到的所述机械臂的所 述卡爪的位置在与所述扫除面平行的方向上的移动量为第三阈值以上时，作为所述修正动 作的类别，所述修正动作类别确定机构确定为扫除面的位置移动这种类别，进而，所述扫除动作修正机构对应于由所述力检测机构检测且由所述信息获取部 获取的所述人的力和由所述修正动作类别确定机构确定的所述修正动作的类别，驱动控制 所述驱动装置，以便在与所述扫除面平行的方向上修正所述机械臂的所述卡爪的位置。根据本发明的第九形态，提供一种吸尘器的控制装置，在第一形态所述的吸尘器 的控制装置的基础上，所述修正动作类别确定机构对所述机械臂的所述卡爪的位置在垂直 于所述扫除面的方向上的移动量进行检测，并且，当与所述扫除面垂直的方向上的力成分为第一阈值以上、且由所述修正动作类别 确定机构检测到的所述机械臂的所述卡爪的位置在垂直于所述扫除面的方向上的移动量 比第四阈值大时，作为所述修正动作的类别，所述修正动作类别确定机构确定为扫除面垂 直方向的位置移动这种类别，进而，所述扫除动作修正机构对应于由所述力检测机构检测且由所述信息获取部 获取的所述人的力和由所述修正动作类别确定机构确定的所述修正动作的类别，驱动控制 所述驱动装置，以便在垂直于所述扫除面的方向上修正所述机械臂的所述卡爪的位置。根据本发明的第十形态，提供一种吸尘器的控制装置，在第一形态所述的吸尘器 的控制装置的基础上，所述修正动作类别确定机构对所述机械臂的所述卡爪的位置在垂直 于所述扫除面的方向上的移动量进行检测，并且，当与所述扫除面垂直的方向上的力成分为第一阈值以上、由所述修正动作类别确 定机构检测到的所述机械臂的所述卡爪的位置在垂直于所述扫除面的方向上的移动量为 第四阈值以下、且所述扫除作业为擦抹扫除时，作为所述修正动作的类别，所述修正动作类 别确定机构确定为力的施加状况的修正这种类别，进而，所述扫除动作修正机构对应于由所述力检测机构检测且由所述信息获取部 获取的所述人的力和由所述修正动作类别确定机构确定的所述修正动作的类别，驱动控制 所述驱动装置，以便修正所述机械臂朝向垂直于所述扫除面的方向施加的力。根据本发明的第十一形态，提供一种吸尘器的控制装置，在第一形态所述的吸尘 器的控制装置的基础上，所述修正动作类别确定机构对所述机械臂的所述卡爪的位置在垂 直于所述扫除面的方向上的移动量进行检测，并且，当与所述扫除面垂直的方向上的力成分为第一阈值以上、由所述修正动作类别确定机构检测到的所述机械臂的所述卡爪的位置在垂直于所述扫除面的方向上的移动量为 第四阈值以下、且所述扫除作业为吸引扫除时，作为所述修正动作的类别，所述修正动作类 别确定机构确定为吸引力的修正这种类别，进而，所述扫除动作修正机构对应于由所述力检测机构检测且由所述信息获取部 获取的所述人的力和由所述修正动作类别确定机构确定的所述修正动作的类别，驱动控制 所述驱动装置，以便修正朝向垂直于所述扫除面的方向的所述吸引力。根据本发明的第十二形态，提供一种吸尘器的控制装置，在第一形态所述的吸尘 器的控制装置的基础上，所述修正动作类别确定机构对所述机械臂的所述卡爪的位置在与 所述扫除面平行的方向上的移动量进行检测，并且，当与所述扫除面垂直的方向上的力成分不到第一阈值、与所述扫除面平行的方向 上的力成分为第二阈值以上、且由所述修正动作类别确定机构检测到的所述机械臂的所述 卡爪的位置在平行于所述扫除面的方向上的移动量不到第三阈值时，作为所述修正动作的 类别，所述修正动作类别确定机构确定为速度的修正这种类别，进而，所述扫除动作修正机构对应于由所述力检测机构检测且由所述信息获取部 获取的所述人的力和由所述修正动作类别确定机构确定的所述修正动作的类别，驱动控制 所述驱动装置，以便在与所述扫除面平行的方向上修正所述机械臂的所述卡爪的位置的速度。根据本发明的第十三形态，提供一种吸尘器的控制装置，在第一形态所述的吸尘 器的控制装置的基础上，所述修正动作类别确定机构基于由所述力检测机构检测且由所 述信息获取部获取的施加于所述机械臂的所述人的力，测量施加于所述机械臂的力的位移 量，并基于测量结果对位置成分和姿势成分的位移量进行比较，当所述姿势的位移量比所 述位置成分的位移量大时，作为所述修正动作的类别，所述修正动作类别确定机构确定为 姿势的修正这种类别，进而，所述扫除动作修正机构对应于由所述力检测机构检测且由所述信息获取部 获取的所述人的力和由所述修正动作类别确定机构确定的所述修正动作的类别，驱动控制 所述驱动装置，以便修正所述机械臂的所述卡爪的姿势。根据如上所述的结构，根据由所述力检测机构检测且由所述信息获取部获取的所 述人的力和由所述修正动作类别确定机构确定的所述修正动作的类别，可以切实地驱动控 制所述驱动装置，以便修正所述机械臂的所述卡爪的姿势。根据本发明的第十四形态，提供一种吸尘器的控制装置，在第一形态所述的吸尘 器的控制装置的基础上，所述修正动作类别确定机构对所述机械臂的所述卡爪的位置在与 所述扫除面平行的方向上的移动量进行检测，并且，当由所述人手施加于所述机械臂的力与所述扫除面平行、且由所述修正动作类别 确定机构检测到的某一定时间内的与所述扫除面平行的方向上的移动量为阈值以上时，作 为所述修正动作的类别，所述修正动作类别确定机构确定为不可扫除区域的设定这种类 别，进而，所述扫除动作修正机构对应于由所述力检测机构检测且由所述信息获取部 获取的所述人的力和由所述修正动作类别确定机构确定的所述修正动作的类别，使所述机 械臂的所述卡爪的位置移动，从而设定所述不可扫除区域。
根据如上所述的结构，可以简单地设定所述不可扫除区域，对于不想进行扫除的 区域，可以设为不需要由吸尘器进行扫除动作。根据本发明的第十五形态，提供一种吸尘器的控制装置，在第一 第十四形态中 的任一形态所述的吸尘器的控制装置的基础上，还具有显示机构，该显示机构基于由所述 修正动作类别确定机构确定的所述修正动作的类别，显示与所述修正动作的类别相关的信 肩、ο根据如上所述的结构，能够显示与修正动作的类别相关的信息。根据本发明的第十六形态，提供一种吸尘器的控制方法，该吸尘器具有移动体、 基端与所述移动体连结的机械臂、安装于所述机械臂前端的卡爪并与扫除面接触的扫除 部、以及驱动所述移动体、所述机械臂和所述扫除部的驱动装置，通过所述控制方法驱动控 制所述吸尘器的所述驱动装置而在家庭内进行扫除作业，所述吸尘器的控制方法的特征在 于，利用力检测机构检测作用于所述机械臂的人的力；使用所述扫除作业中的包含所述扫除部的吸引力及所述扫除部的扫除位置的与 扫除动作相关的信息和与由所述力检测机构检测且由信息获取部获取的作用于所述机械 臂的所述人的力相关的信息，利用修正动作类别确定机构来确定对所述扫除动作进行修正 的修正动作的类别；在所述机械臂的所述扫除作业过程中，对应于由所述力检测机构检测且由所述信 息获取部获取的所述人的力和由所述修正动作类别确定机构确定的所述修正动作的类别， 驱动控制所述驱动装置，并利用扫除动作修正机构修正所述扫除动作。根据如上所述的结构，可以基于与机械臂的扫除动作相关的信息和与作用于所述 机械臂的所述人的力相关的信息，确定所述扫除动作的修正类别，在所述机械臂的作业过 程中，根据所述人的力和所述修正类别，提供所述扫除动作。根据本发明的第十七形态，提供一种吸尘器，具有所述机械臂；以及利用所述驱 动装置驱动控制所述机械臂的第一形态 第十五形态中任一形态所述的吸尘器的控制装置。根据本发明的第十八形态，提供一种吸尘器的控制程序，所述吸尘器具有移动 体、基端与所述移动体连结的机械臂、安装于所述机械臂前端的卡爪且与扫除面接触的扫 除部、以及驱动所述移动体、所述机械臂和所述扫除部的驱动装置，通过所述控制程序驱动 控制所述吸尘器的所述驱动装置而在家庭内进行扫除作业，所述吸尘器的控制程序的特征 在于，其用于使计算机执行如下步骤使用所述扫除作业中的包含所述扫除部的吸引力及所述扫除部的扫除位置的与 扫除动作相关的信息和与由力检测机构检测且由信息获取部获取的作用于所述机械臂的 人的力相关的信息，利用修正动作类别确定机构来确定对所述扫除动作进行修正的修正动 作的类别的步骤；在所述机械臂的所述扫除作业过程中，对应于由所述力检测机构检测且由所述信 息获取部获取的作用于所述机械臂的所述人的力和由所述修正动作类别确定机构确定的 所述修正动作的类别，驱动控制所述驱动装置，并利用扫除动作修正机构修正所述扫除动 作的扫除动作修正步骤。
根据如上所述的结构，可以提供一种具有如下步骤的程序使用所述扫除作业中 的包含所述扫除部的吸引力及所述扫除部的扫除位置的与扫除动作相关的信息和与作用 于所述机械臂的人的力相关的信息，确定所述扫除动作的修正类别的步骤；检测人的力的 步骤；以及在所述机械臂的作业过程中，根据所述人的力和所述修正类别，修正所述扫除动 作的步骤。根据本发明的第十九形态，提供一种吸尘器的控制用集成电子电路，所述吸尘器 具有移动体、基端与所述移动体连结的机械臂、安装于所述机械臂前端的卡爪并与扫除面 接触的扫除部、以及驱动所述移动体、所述机械臂和所述扫除部的驱动装置，通过所述控制 用集成电子电路驱动控制所述吸尘器的所述驱动装置而在家庭内进行扫除作业，所述吸尘 器的控制用集成电子电路的特征在于，具有修正动作类别确定机构，其使用所述扫除作业中的包含所述扫除部的吸引力及所 述扫除部的扫除位置的与扫除动作相关的信息和与由力检测机构检测且由信息获取部获 取的作用于所述机械臂的人的力相关的信息，确定对所述扫除动作进行修正的修正动作的 类别；以及扫除动作修正机构，其在所述机械臂的所述扫除作业过程中，对应于由所述力检 测机构检测且由所述信息获取部获取的作用于所述机械臂的所述人的力和由所述修正动 作类别确定机构确定的所述修正动作的类别，驱动控制所述驱动装置以修正所述扫除动作。根据如上所述的结构，可以提供一种对包含在家庭内进行扫除的机械臂的吸尘器 进行控制的控制用集成电子电路，其特征在于，具有修正动作类别确定机构，其使用所述 扫除作业中的包含所述扫除部的吸引力及所述扫除部的扫除位置的与扫除动作相关的信 息和与作用于所述机械臂的人的力相关的信息，确定所述扫除动作的修正类别；以及扫除 动作修正机构，其在所述机械臂的作业过程中，根据由对人的力进行检测的力检测机构检 测且由信息获取部获取的所述人的力和所述修正类别，修正所述扫除动作。以下，对本发明的实施方式参照附图进行详细说明。首先，对作为本发明所述实施方式的吸尘器的一例的扫除机器人1的结构进行说 明。图1是表示本发明所述实施方式的扫除机器人1的概要的图。在图1中，扫除机器人1 具有置于地板面10上且作为移动体的一例的主体部19 ；基端与主体部19连结的机械臂 5 ；安装于机械臂5前端的卡爪(手先)30并与扫除面接触的扫除部8、18 ；对主体部19、机 械臂5及扫除部8、18进行驱动的驱动装置65、67、43、69 ；内置于主体部19内并对机械臂 5进行驱动控制的控制装置。扫除机器人1通过所述控制装置对驱动装置65、67、43、69进 行驱动控制以便在家庭内进行扫除作业。主体部19具有吸引泵13 ；作为驱动扫除部8 (作为一例的吸嘴)的驱动装置的 一例的吸引泵13的电动机67 ；积存所吸引的尘埃的尘埃袋3 ；用于使主体部19移动的一对 车轮6 ；作为对一对车轮6进行正向或反向旋转驱动的车轮用驱动装置的一例的一对电动 机65 ；作为驱动机械臂5的机械臂驱动装置的一例的各关节部的电动机43 ；旋转自如的辅 助轮7 ；配置有按钮等的操作盘26A等的数据输入IM6 ；作为显示机构的一例的显示部14。 附图标记8为作为可装卸地安装于机械臂5前端的扫除部的一例的吸嘴，11为可旋转地收 纳于吸嘴8内且由吸嘴8内的旋转刷用电动机69旋转驱动以便搂起地板面10的尘埃的旋转刷，12为内置于机械臂5内侧并将吸嘴8、吸引泵13及尘埃袋3连结的吸引软管；18为 作为能够替代吸嘴8可装卸地安装于机械臂5前端的扫除部的其他例的、擦去地板面10的 污垢的拖布。吸嘴8内的旋转刷用电动机69作为对作为扫除部8 一例的吸嘴8进行驱动 的驱动装置的一例起作用。附图标记30为配置于机械臂5前端的手部，用于将吸嘴8更换 为作为其他部件的拖布18。扫除机器人1是用于进行如下作业的扫除机器人，即用吸嘴8 吸引地板面10的尘埃等的扫除作业、用拖布18擦去地板面、墙壁或桌子、或者车外表面等 的污垢的作业、或用力用拖布18擦拭镜子或鞋等的作业。对扫除机器人1的操作顺序的概要进行说明。首先，在图2A中，人手16对配置于扫除机器人1上部的数据输入IF26(例如按下 图26的操作盘26k的电源按钮^a的“接通(ON) ”等)进行操作而接通电源。接着，在吸引尘埃等时，人手16将吸嘴8安装于扫除机器人1的机械臂5前端的手 部30，并且，在进行擦抹扫除或擦拭作业时，人手16将拖布18安装于扫除机器人1的机械 臂5前端的手部30。在用人手16安装吸嘴8或拖布18时，根据来自按钮等数据输入IM6 的数据输入(例如按下图26的操作盘2队的、用于开闭手部30的开闭按钮^b的“开” 等)，向扫除机器人1的后述控制部22发出打开手部30的指令，以打开手部30。此后，将 吸嘴8或拖布18安装于手部30，根据来自数据输入IM6的数据输入(例如按下图沈的操 作盘2队的、用于使手部30开闭的开闭按钮^b的“关”等)，向控制部22发出关闭手部30 的指示，以关闭手部30，从而将吸嘴8或拖布18安装于手部30。另外，在安装时，可以进行 操作，使机械臂5的前端移动(例如通过按下开闭按钮26b的“开”，使机械臂5前端的手部 30自动上升至朝上的位置)，如图2B所示，来到人手16旁边以使手部30的操作容易。另 外，例如通过按下开闭按钮的“关”，也可以使机械臂5前端的手部30自动下降至朝下 的扫除位置。接着，用人手16按下配置于扫除机器人1上部的数据输入IF26(例如图沈的操 作盘^A的扫除开关^c的起动按钮等)，使扫除机器人1工作，并利用后述的动作选择部 29选择最佳扫除动作(例如吸引或擦抹扫除动作)，开始基于该被选择的扫除动作的扫除 作业(例如吸引或擦抹扫除作业)。在进行擦抹扫除动作时，如图16A、图16B(从上方看图 16A的图)所示，利用一对车轮6及辅助轮7，扫除机器人1的主体部19在地板面10的扫 除面(xy平面)上沿左右方向自行移动，与自行移动动作同时，机械臂5前端的拖布18 — 边以沿着主体部19前后方向的中心轴的位置为中心向左右方向一点点地偏移，一边按照 例如描绘螺旋那样的轨迹进行擦抹扫除动作。另外，在进行吸引的扫除动作时，如图16C所 示，利用一对车轮6及辅助轮7，扫除机器人1的主体部19在地板面10的扫除面上沿左右 方向自行移动，与自行移动动作同时，利用机械臂5的驱动，机械臂5前端的吸嘴8沿垂直 于自行移动方向的方向移动(即，沿与左右方向正交的前后方向往复移动)，从而进行吸引 扫除。另外，数据输入IM6固定于扫除机器人1的上表面，但也可以是能够进行远程操 作的遥控器。接着，人确认扫除面的污垢状况，用人手16直接把持扫除机器人1的机械臂5，并 朝想要修正扫除动作的方向(例如以想使机械臂5前端的吸嘴8或拖布18朝向污垢状况 严重的区域移动的方式而改变移动方向的方向)施力，从而例如图12A所示，修正扫除机器人1的机械臂5或扫除机器人1的动作。S卩，当如图12A及图12B所示，使吸嘴8或拖布18 沿主体部19的前后方向，例如在锯齿形方向上如实线所示移动而进行扫除动作时，用人手 16如箭头所示对机械臂5的前端部或吸嘴8或拖布18施力，使机械臂5前端的吸嘴8或拖 布18向左方移动，从而如图12C所示使其例如沿锯齿形方向如虚线所示移动。通过如上所 述操作，如图12D所示，相对于沿着主体部19的沿前后方向的中心轴的位置，吸嘴8或拖布 18可以在左侧区域例如沿锯齿形方向如实线所示进行基于吸嘴8或拖布18的扫除动作。图3是详细表示构成扫除机器人1的控制装置的结构要素的图，是表示控制装置 本体部45、生成动作的动作生成装置12、作为控制对象的机械臂5、作为控制对象的主体部 19以及外部设备47的详细结构的图。扫除机器人1的所述控制装置大致构成为具有控制 装置本体部45、动作生成装置12以及外部设备47。控制装置本体部45、动作生成装置12及外部设备47分别由通常的个人用计算机 构成。控制装置本体部45构成为具有控制参数管理部21，其作为控制参数管理机构的 一例，分别与作为动作生成装置12的扫除动作修正机构的一例的扫除动作修正部20、作为 修正动作类别确定机构的一例的修正动作类别确定部23、和外部设备47的数据输入IM6 连接；控制部(阻抗控制部)22，其作为阻抗控制机构的一例，与控制参数管理部21和外部 设备47的输入输出IFM连接。动作生成装置12构成为具有扫除动作数据库17、不可扫除区域数据库观、修正 类别确定方法设定部27、扫除动作修正部20、修正动作类别确定部、扫除动作存储部15、 动作选择部四、信息获取部100。扫除动作存储部15与扫除动作数据库17、不可扫除区域 数据库观以及扫除动作修正部20连接。扫除动作数据库17和不可扫除区域数据库观分 别与扫除动作存储部15、扫除动作修正部20以及动作选择部四连接。扫除动作修正部20 与扫除动作数据库17、不可扫除区域数据库观、扫除动作存储部15、控制装置本体部45的 控制参数管理部21、修正动作类别确定部23以及外部设备47的数据输入IM6连接。修 正动作类别确定部23与扫除动作修正部20、修正类别确定方法设定部27、外部设备47的 数据输入IM6以及控制装置本体部45的控制参数管理部21连接。动作选择部四与扫除 动作数据库17、不可扫除区域数据库观以及数据输入IM6连接。修正类别确定方法设定 部27与数据输入IM6以及修正动作类别确定部23连接。信息获取部100与修正动作类 别确定部23、扫除动作数据库17、不可扫除区域数据库观以及控制部22的力检测部53连 接。因此，信息获取部100能够分别获取与扫除作业中的包含扫除部8、18的吸引力及扫除 部8、18的扫除位置的扫除动作相关的信息和与由力检测部53检测到的作用于机械臂5的 人的力相关的信息。由信息获取部100获取的信息被输入修正动作类别确定机构23，根据 信息获取部100分别获取的与扫除动作相关的信息和与人的力相关的信息，如后所述，可 以利用修正动作类别确定机构23确定对扫除动作进行修正的修正动作的类别。外部设备47构成为具有数据输入IM6，其与修正动作类别确定部23、扫除动作 修正部20、控制装置本体部45的控制参数管理部21、显示部14以及动作生成装置12连接； 输入输出IFM，其自一对车轮6的电动机65的各自的编码器64、吸引泵13的编码器66、各 关节部的电动机43的编码器44、手部驱动用电动机62的编码器61以及旋转刷11的电动 机69的编码器68被输入各自的角度信息，并且与控制部22连接；电动机驱动器25，其分别与一对车轮6的电动机65、吸引泵13的电动机67、各关节部的电动机43、手部驱动用电动 机62以及旋转刷11的电动机69连接；以及显示部14，其与修正动作类别确定部23连接。输入输出IFM构成为具有与个人用计算机的PCI总线等的扩展槽连接的、例如D/ A板、A/D板、对接板(力々 > 夕# 一 F )等。控制机械臂5及主体部19的动作的动作生成装置12、控制装置本体部45及外部 设备47执行各自的动作，由此，机械臂5的各关节部的各关节角度信息即由后述的编码器 44输出的各关节角度信息通过输入输出IFM被取入控制装置本体部45，控制装置本体部 45基于被取入的各关节角度信息，算出机械臂5的各关节部在旋转动作中的控制指令值。 进而，由主体部19的各车轮6的电动机65的编码器64输出的各车轮6的位置信息(旋转 角度信息)，通过输入输出IFM被取入控制装置本体部45，控制装置本体部45基于被取入 的各角度信息，算出主体部19的各车轮6的电动机65的控制指令值。另外，由吸引泵13 的电动机67的编码器66输出的吸引力，通过输入输出IFM被取入控制装置本体部45，控 制装置本体部45基于被取入的吸引力，算出吸引泵13的电动机67的控制指令值。进而， 由旋转刷11的电动机69的编码器68输出的旋转力，通过输入输出IFM被取入控制装置 本体部45，控制装置本体部45基于被取入的旋转力，算出旋转刷11的电动机69的控制指 令值。算出的机械臂5的各关节部的电动机43的控制指令值，通过输入输出IFM提供 给电动机驱动器25，按照自电动机驱动器25送来的各控制指令值，机械臂5的各关节部的 电动机43分别独立地被驱动。另外，算出的两个车轮6各自的控制指令值，通过输入输出IFM提供给电动机驱 动器25，按照自电动机驱动器25送来的各控制指令值，各车轮6的电动机65分别独立地被 驱动。另外，可以构成为，手部30还具有作为由电动机驱动器25驱动控制的手部驱动装 置的一例的手部驱动用电动机62和检测手部驱动用电动机62的旋转轴的旋转相位角的编 码器61，例如通过使电动机62的旋转轴向正方向旋转来打开手部30以便能够用人手16 安装吸嘴8或拖布18，并且通过使电动机62的旋转轴向反方向旋转来关闭手部30以便将 被安装于手部30的吸嘴8或拖布18固定。在如上所述的情况下，基于由编码器61检测到 的电动机62的旋转轴的旋转角度，根据来自控制装置本体部45的控制部22的手部控制部 54 (在图7中图示)的控制信号(开闭指令信号)，经由电动机驱动器25对手部驱动用电 动机62的旋转进行驱动控制，以使手部驱动用电动机62的旋转轴正向或反向旋转，从而开 闭手部30。另外，算出的吸引泵13的电动机67的控制指令值，通过输入输出IFM提供给电 动机驱动器25，按照自电动机驱动器25送来的控制指令值，吸引泵13的电动机67被驱动。另外，算出的旋转刷11的电动机69的控制指令值，通过输入输出IFM提供给电 动机驱动器25，按照自电动机驱动器25送来的控制指令值，旋转刷11的电动机69被驱动。机械臂5是六自由度的多连杆式机械手，其具有手部30、在前端具有安装手部30 的手腕部31的前腕连杆32、前端可旋转地连结在前腕连杆32基端的上腕连杆33、连结支 承上腕连杆33的基端并使之可旋转的台部34。台部34与主体部19的前端面连结。手腕 部31具有第四关节部38、第五关节部39和第六关节部40这三个旋转轴，能够使手部30相对于前腕连杆32的相对姿势变化。即，在图3中，第四关节部38能够使手部30相对于手 腕部31的绕横轴的相对姿势变化。第六关节部40能够使手部30相对于手腕部31的、绕 分别与第四关节部38的横轴及第五关节部39的纵轴正交的横轴的相对姿势变化。前腕连 杆32的另一端相对于上腕连杆33的前端能够绕第三关节部37、即绕与第四关节部38的横 轴平行的横轴旋转。上腕连杆33的另一端相对于台部34能够绕第二关节部36、即绕与第 四关节部38的横轴平行的横轴旋转。并且，台部34的上侧活动部3 相对于台部34的下 侧固定部34b能够绕第一关节部35、即绕与第五关节部39的纵轴平行的纵轴旋转。其结果 是，机械臂5能够共计绕六条轴旋转而构成上述六自由度的多连杆式机械手。构成各轴的旋转部分的各关节部具有作为旋转驱动装置的一例的电动机43、和 检测电动机43的旋转轴的旋转相位角(即关节角)的编码器44。电动机43配置在构成各 关节部的一对部件(例如、转动侧部件和支承该转动侧部件的支承侧部件)中的一个部件 上，且由后述的电动机驱动器25驱动控制(实际上，配设于机械臂5的各关节部的一个部 件的内部)。另外，编码器44为了检测电动机43的旋转轴的旋转相位角(即，关节角)而 配置在一个部件(实际上，配设于机械臂5的各关节部的一个部件的内部)。配置于一个部 件的电动机43的旋转轴与另一个部件连结，通过使所述旋转轴正向或反向旋转，使另一个 部件相对于一个部件能够绕各轴进行旋转。附图标记46为主体坐标系，表示主体部19相距预先存储的作业路径(例如如图 8所示的扫除区域(扫除面)RA内的扫除机器人1的作业路径)的开始点Os的相对位置关 系。附图标记41为相对于在主体部19前端部固定的台部34的固定部34b、相对位置关系 被固定的台部坐标系，42为相对于手部30、相对位置关系被固定的卡爪(手先)坐标系。将自作业路径的开始点Os看到的主体坐标系46的原点位置0d(x、y)作为主体位 置。进而，将自台部坐标系41看到的卡爪坐标系42的原点位置0e(x、y、z)作为机械臂5 的卡爪位置(扫除部8、18前端的位置)，将以侧转角、俯仰角和偏转角表现自台部坐标系 41看到的卡爪坐标系42的姿势的(Φ、θ、ψ)作为机械臂5的卡爪姿势(扫除部8、18的 姿势)，并将卡爪位置及姿势向量定义为向量r= [χ、Υ、ζ、Φ、θ、ψ]τ。对于侧转角、俯仰 角、偏转角，使用图13Α 图13C进行说明。首先，将绝对坐标系35的Z轴作为旋转轴，考 虑使坐标系旋转角度Φ后的坐标系(图13Α)。将此时的坐标轴设为[X'、V、Z]。接着， 以Y'为旋转轴，使该坐标系绕Z轴旋转角度θ (参照图13Β)。将此时的坐标轴设为[X"、 Y'、Ζ"]。最后，以X"轴为旋转轴，使该坐标系绕X"轴旋转角度Ψ(参照图13C)。将此 时的坐标轴设为[X"、r “、v “]。将此时的坐标系的姿势设为侧转角度Φ、俯仰角度 θ、偏转角度Ψ，此时的姿势向量成为(φ，θ, ψ)。当将姿势(φ，θ, ψ)的坐标系的原 点位置平行移动到卡爪坐标系42的原点位置0e(x，y，z)后的坐标系与卡爪坐标系42 —致 时，卡爪坐标系42的姿势向量设为(Φ，θ，ψ)。当分别控制机械臂5的卡爪位置和姿势时，使卡爪位置及姿势向量r追随在后述 的目标轨道生成部阳生成的卡爪位置和姿势目标向量rd。附图标记沈为数据输入IF(接口)，是人(扫除作业者)使用按钮、键盘、鼠标或 麦克风等输入装置，将扫除作业的开始、结束等指令输入到扫除机器人1的接口。显示部14是例如设置于主体部19上表面的显示装置，在显示部14显示后述的扫 除动作或进行修正的参数的类别等。
扫除动作数据库17存储主体部19及机械臂5的某时间内的位置及姿势等与扫除 时的动作相关的信息(与扫除动作相关的信息)并将其保持。在此，与扫除动作相关的信 息指的是至少包含下述信息中的至少一个信息与所述机械臂5进行的所述扫除作业对应 的所述扫除部8、18的所述扫除位置的信息、自所述扫除部8、18施加于扫除面的力信息、与 所述扫除部8、18的扫除方向相关的信息、与所述扫除部8、18的吸引力强度相关的信息、所 述扫除部8、18的速度信息、与未进行扫除的区域RB相关的信息即不可扫除区域信息。对扫除动作数据库17的详细情况进行说明。扫除动作数据库17构成为例如保持图4所示的如下信息根据与主体部19及机 械臂5的动作相关的信息来识别扫除作业的作业ID号；识别该作业内的各个动作的动作 ID号；与该动作下的主体部19的位置相关的信息；与机械臂5的卡爪位置和姿势相关的信 息；与机械臂5施加于扫除面的力相关的信息；与吸引力强度相关的信息；与表示机械臂5 的位置、姿势、力和吸引力这些参数中的任一信息是否有效的标志(表示有效性的标志)相 关的信息；与各动作作用的时间相关的信息；与在后述的扫除动作修正部20修正扫除动作 数据库17的动作信息时应修正的参数类别相关的信息；以及表示当前是否处于动作中的 进展fe息。扫除动作数据库17的识别扫除作业的作业ID号是如下信息，即当存在多种扫除 作业时，为了相互识别而表示各扫除作业所附带的作业ID号。扫除动作数据库17的识别扫除作业内的各个动作的动作ID号是如下信息，即当 一个扫除作业由多个扫除动作构成时，为了相互识别一个扫除作业内的各个扫除动作而表 示各扫除动作所附带的动作ID号。扫除动作数据库17的与主体部19位置相关的信息可以表示在将地板面10设为 XY平面时前述主体部19的主体位置的信息，即设为自作业路径的开始点Os看到的主体坐 标系46的原点位置0d(x、y)而表示例如图8所示的扫除机器人1的作业路径。具体而言， 如图8所示，对于扫除机器人1在扫除面呈锯齿形移动而进行扫除动作时的作业路径而言， 存储主体部19的第一移动方向变更点(Xl、yi)、第二移动方向变更点(x2、y2)、第三移动方 向变更点(x3、y3)、第四移动方向变更点(x4、y4)等。扫除动作数据库17的与主体部19位置相关的信息可以预先设定于扫除动作数据 库17内；或作为图像识别装置的一例将照相机搭载于扫除机器人1，并利用图像识别处理 部对由照相机拍摄的图像进行图像识别处理，通过图像识别对障碍物进行检测；或将超声 波传感器等障碍物感知传感器搭载于扫除机器人1，利用障碍物感知传感器对障碍物进行 检测，从而以避开检测到的障碍物的方式在扫除方法存储部27生成扫除机器人1的移动方 向的路径(例如图8的路径)，与时间一同存储到扫除方法存储部27。扫除动作数据库17的与机械臂5的卡爪位置和姿势相关的信息表示前述机械臂 5的卡爪位置和姿势，根据原点位置O6和姿势，表示为(χ、Υ、ζ、Φ、θ、ψ)。扫除动作数据库17的机械臂5的位置及姿势/时间的信息例如如图9所示，用人 手16直接把持机械臂5、吸嘴8或拖布18，在后述的阻抗控制模式下，使机械臂5移动，每 隔某一定时间(例如每隔0. 2msec)由控制部22获取机械臂5的卡爪位置和姿势(图9的 虚线的路径)的信息(具体而言，如在控制部22的说明中也被记载的那样，通过正运动学 计算部58将由各关节部的编码器44测量的关节角转换为卡爪位置及姿势，从而获取机械臂5的卡爪位置和姿势的信息)，并与时间信息一并通过扫除动作存储部15存储到扫除动 作数据库17。另外，也可以在产品出厂时由制造商预先通过同样的方法生成位置及姿势/ 时间的信息，并将其存储到扫除动作数据库17。存储在扫除动作数据库17的与机械臂5施加的力相关的信息，表示机械臂5在进 行作业时向作为对象的物体施加的力的信息，将机械臂5的施加于x、y、z方向的力分别设 为fx、fy、fz，并且将施加于Φ、θ、ψ方向的力设为f^fpf^。在扫除动作数据库17中， 表示为(fpfpf^fpfpfg。例如当fz = 5[N]时，表示向ζ轴方向施加5N的力进行作 业，是用于对地板面10进行擦抹扫除时或沿地板面10的垂直方向施力而进行擦抹时等的 参数。扫除动作数据库17的与吸引力相关的信息表示机械臂5进行吸引作业时进行吸 引的力。将机械臂5的x、y、z方向的吸引力分别设为px、py、pz，并且将Φ、θ、ψ方向的 吸引力设为Ρ4>、Ρ0、ΡΨ。在扫除动作数据库17中，表示为(px、py、pz、p(i)、p0、pv)。例如随 着P的值逐渐增大，吸引力增大，例如，在对地毯等进行吸引时，将吸引力设定得大(例如设 定为“5”的值)，在对草席(榻榻米)或地板等进行吸引时，将吸引力设定得小(例如设定 为“2”的值)。扫除动作数据库17的与表示机械臂5的位置、姿势、力和吸引力这些参数中的任 一信息是否有效的标志(表示有效性的标志)相关的信息、即图4的扫除动作数据库17的 标志信息，是表示各动作ID所示的机械臂5的位置、姿势、力和吸引力中的任一信息是否有 效的值，具体而言，由图5所示的32位数值表示。在图5中，在各个位，位置、姿势、力、吸引 力的各自的值有效时设为“1”、无效时设为“0”。例如，在第零位，位置的χ坐标值有效时设 为“1”、无效时设为“0”。在第一位，位置的y坐标值有效时设为“1”、无效时设为“0”。在第 二位，位置的ζ坐标值有效时设为“1”、无效时设为“0”，依次第三、四、五位表示姿势的Φ、 θ、Ψ的有效性。第六位 第十一位表示力的各成分fx、fy Jpf1^f0、fv是有效还是无效。 第十二位 第十七位表示吸引力的各成分px、py、pz、p(i>、p0、pv是有效还是无效。另外，为 了用于将来的扩展而将标志准备得多一些(32位)，在该例中，由于第十八位 第三十一位 未使用，因此，设为“0”，但也可以仅将第十八位设为能够储存的变量。在图5中，第零位 第一位成为“ 1”、第八位成为“ 1”，因此，表示动作信息中仅有位置的x、y信息和力的fz信息 有效，动作信息中的ζ、Φ、θ、Ψ、及力仁之外的值、以及吸引力，无论存储有什么样的值， 都设为无效。扫除动作数据库17的与各动作作用的时间相关的信息、即图4的扫除动作数据库 17的时间，是扫除机器人1为了执行各动作所需的时间，表示在存储于扫除动作数据库17 的时间内，扫除机器人1执行存储于该动作ID的动作。该时间不是绝对时刻，而是表示距 前一动作的相对时间。即，表示主体部19及机械臂5分别移动至动作ID所示的主体部19 的位置及机械臂5的位置和姿势的时间。扫除动作数据库17的、与在扫除动作修正部20修正扫除动作数据库17的动作信 息时应修正的参数类别相关的信息即图4的修正参数标志，是表示根据由后述的修正动作 类别确定部23确定的类别对哪一参数进行修正的信息。具体而言，由图6所示的32位数值 表示。在图6中，在各个位，当位置、姿势、力、吸引力的各自的值能够进行修正时设为“1”、 不能进行修正时设为“0”。例如，在第零位，当位置的χ坐标值能够进行修正时设为“1”、不能进行修正时设为“0”。在第一位，当位置的y坐标值能够进行修正时设为“1”、不能进行修 正时设为“0”。在第二位，当位置的ζ坐标值能够进行修正时设为“1”、不能进行修正时设 为“0”。依次第三、四、五位表示姿势的Φ、θ、ψ的修正可能性。同样地，第六位 第十一 位表示力的修正可能性、第十二位 第十七位表示吸引力的各成分的修正可能性。另外，为 了用于将来的扩展而将标志准备得多一些(32位)，在该例中，由于第十八位 第三十一位 未使用，因此，设为“0”，但也可以仅将第十八位设为能够储存的变量。扫除动作数据库17的表示当前是否处于动作中的进展信息，根据表示扫除机器 人1是否处于当前动作中的动作的信息，当处于动作中时记录“1”，当未处于动作中时记录 “0”。具体而言，人经由数据输入ΙΜ6选择想要进行作业的扫除作业，被选择的信息自数据 输入ΙΜ6被输入至动作选择部四。当扫除机器人1开始进行已选择的作业中的第一个扫 除动作时，对于构成该作业的多个动作中的当前动作中的动作，由动作选择部四将“1”存 储到扫除动作数据库17，并且对于未进行动作的动作，由动作选择部四将“0”存储到扫除 动作数据库17。另外，将告知自控制部22指令的动作结束这一情况的信息经由扫除动作修 正部20输入到扫除动作存储部15，表示是否处于动作中的信息通过扫除动作存储部15存 储于扫除动作数据库17。当人经由数据输入ΙΜ6自扫除动作数据库17的作业一览(例如显示在图沈的 扫除开关26c中央的“扫除方法1”及“扫除方法2”之类的作业显示)选择最佳扫除作业 时，图3的动作选择部四将被选择的作业中的当前正在进行动作的动作ID的进展信息设 定“1”并存储于扫除动作数据库17，对于除此之外的动作，设定“0”并存储于扫除动作数据 库17。不可扫除区域数据库观存储与不由扫除机器人1扫除的区域相关的信息，对于具 体的信息而言，如图10所示。在图10中，不可扫除区域的位置(x、y)表示人不希望利用扫 除机器人1进行扫除的区域。例如，当将图11的可扫除面R中的斜线区域设为不可扫除区 域RB时，存储表示该区域RB所需的坐标(在该例中为矩形区域的四个角的坐标(x^yj、 (x。2，y。2)、(x。3，y。3)、(x。4，y。4))。另外，各坐标表示进行扫除的扫除区域RA的作业路径中的、 距开始扫除的坐标Os的相对坐标。这些表示不可扫除区域RB的坐标由后述的扫除动作修 正部20生成，并被存储到不可扫除区域数据库观中。修正动作类别确定部23确定在后述的扫除动作修正部20通过用人手16对机械 臂5施力能够进行扫除动作的修正的修正类别。例如，如图12C所示，当人用其手16自横 向对机械臂5施力时，移动机械臂5的与扫除面平行的方向(例如当扫除面沿着水平方向 时表示水平方向。在以下的说明中为了简化说明而简称为“水平方向”)的位置，从而可以 使扫除区域RA平行移动。此时的修正动作的类别是“扫除面的位置移动”。如图27A所示， 在利用机械臂5对地板面10进行擦抹扫除过程中，如图27B所示，当人用其手16自机械臂 5的上方对机械臂5施加朝向下方的力时，通过后述的扫除动作修正部20，如图27C所示可 以增强地设定扫除时力的施加状况。此时的修正动作的类别为“力的施加状况”。这样，修 正动作类别确定部23可以根据人手向机械臂5施力的力的施加状况和机械臂5的卡爪位 置等，确定扫除动作的修正类别。详细情况将在后面论述。扫除动作修正部20具有如下功能，即基于扫除动作数据库17的位置、姿势和时间 的信息，在扫除机器人1处于扫除动作中时，人用人手16对机械臂5施力，由此修正扫除动作数据库17的扫除动作信息。详细情况将在后面论述。扫除动作存储部15将由扫除动作修正部20修正后的动作信息存储到扫除动作数 据库17或不可扫除区域数据库观。接着，对控制参数管理部21的详细情况进行说明。控制参数管理部21基于扫除动作修正部20的动作修正指示，进行如下设定切换 机械臂5的阻抗控制模式、混合阻抗控制模式、力控制模式、力混合阻抗控制模式和高刚性 位置控制模式的设定；各个控制模式时的机械阻抗设定值的设定；在各个控制模式下通过 控制部22的阻抗计算部51输出的卡爪位置及姿势目标修正输出rd,的设定；以及控制部 22向目标轨道设定部55发送的动作信息的设定。并且，控制参数管理部21根据存储在扫除信息数据库17的主体部19的位置(自 作业路径的开始点Os看到的主体坐标系46的原点位置0d(x、y)),生成除不可扫除区域数 据库观的不可扫除区域RB之外的扫除区域RA内的扫除路径。另外，利用控制参数管理部 21自控制部22接收机械臂5的卡爪位置或力的信息等信息，并自控制参数管理部21向扫 除动作修正部20告知这些信息。另外，当利用数据输入IM6输入手部30的开闭指令时， 来自数据输入IM6的输入信息经由控制参数管理部21输入到控制部22的手部控制部54， 从而自控制参数管理部21向手部控制部M发出手部30的开闭指令。位置控制模式是基于后述目标轨道生成部55的卡爪位置及姿势目标向量指令使 机械臂5工作的模式。阻抗控制模式是根据由人等施加于机械臂5的力使机械臂5工作的模式。混合阻抗控制模式是在机械臂5正在位置控制模式下进行动作时，根据自人等施 加于机械臂5的力使机械臂5工作的模式(阻抗控制模式)，是同时进行位置控制模式和 阻抗控制模式的模式。例如，是如下模式，即在对扫除面的尘埃等进行吸引的扫除作业过程 中，如图12B所示，用人手16直接把持机械臂5而在扫除区域RA进行平行移动等修正。力控制模式是利用预先提供给控制部22的力使机械臂5相对于扫除面一边按住 吸嘴8或拖布18 —边进行扫除动作的控制模式，例如是在机械臂5对扫除面施加某力而进 行擦去污垢的扫除动作时，机械臂5的扫除面成分所使用的控制模式。力混合阻抗控制模式是按照六轴的方向切换混合阻抗控制模式和阻抗控制模式 进而在使指定的力作用而进行动作的力控制模式下使其进行动作的控制模式。另外，在设 定有力控制模式的方向上不能设定阻抗控制模式(力控制模式和阻抗控制模式存在排他 性关系)。这些控制模式在扫除动作时按照机械臂5的方向及姿势分别如下所示设定适当 的控制模式而使其进行动作。例如扫除机器人1如图22所示一边与地板面10的扫除面平行地呈圆形地进行动 作一边朝扫除面的垂直方施加指定的力来进行擦抹扫除时，设定力混合阻抗控制模式。具 体而言，对(x、y、z、Φ、θ、ψ)这六轴分别设定以下的控制模式。即为(x、y)成分在混合 阻抗控制模式下进行动作、(Φ、θ、ψ)成分在阻抗控制模式下进行动作、ζ轴成分在力控 制模式下进行动作的力混合阻抗控制模式。这样，与地板面10平行的方向设为混合阻抗控 制模式，因此，在正在位置控制模式下进行动作时，可以根据自人等施加于机械臂5的力使 机械臂5移动。并且，通过将(Φ、θ、ψ)成分设为阻抗控制模式，可以根据在停止的状态下自人等施加于机械臂5的力变更机械臂5的姿势。另外，通过将ζ轴成分设为力控制模 式，可以一边利用被指定的力进行按压一边进行动作。同样地，扫除机器人1如图23所示一边与扫除面平行地呈圆形地进行动作一边吸 引扫除面的尘埃来进行扫除时，也设定力混合阻抗控制模式。具体而言，使(x、y)成分在混 合阻抗控制模式下进行动作、使(Φ、θ、Ψ)成分在阻抗控制模式下进行动作、使ζ轴成分 在力控制模式下进行动作。高刚性位置控制模式是将扫除作业过程中的位置控制模式进一步设为高刚性的 模式，且通过增大在后述位置误差补偿部56的增益，可以实现高刚性位置控制模式，当用 人手16对机械臂5施力时，使机械臂5不容易移动，并可以根据机械臂5的卡爪位置的变 化量，由力检测部53检测人手16施加的力。作为机械阻抗设定值的设定参数，有惯性Μ、粘性D、刚性K。机械阻抗设定值的各 参数的设定使用修正值，并基于以下评价式进行设定。(数1)M = KMX (修正值)式(1)(数2)D = KDX (修正值)式 O)(数3)K = KKX (修正值)式(3)所述式(1) (3)中的KM、KD、KK为增益，分别为某常数值。控制参数管理部21将基于所述式(1) C3)算出的机械阻抗参数的惯性M、粘性 D、刚性K分别向控制部22输出。根据上述式(1) (3)，例如如图12C所示，当人想要进行修正以使扫除面的区域 移动时，若X轴及y轴之外的位置成分及姿势成分轻易地移动，则变得难以进行所述修正作 业。于是，仅对χ轴及y轴之外的位置成分及姿势成分，由控制参数管理部21将上述修正 值设定得高(具体而言高约10倍)，由此，以粘性D及刚性K增大的方式被设定，机械臂5 的移动产生阻力感或僵硬感，对于χ轴及y轴之外的位置成分及姿势成分而言难以移动。另外，作为其他方法，有如下方法，S卩、将自后述阻抗计算部51输出的卡爪位置及 姿势目标修正输出rd,的各成分中的、χ轴及y轴之外的值，通过控制参数管理部21全部设 为零。因此，除χ轴及y轴之外，不会因人手16的力而移动，故可以防止误操作。并且，需要自控制参数管理部21向扫除动作修正部20告知机械臂5的卡爪位置 和姿势、人施加的力的信息(与作用于机械臂5的人的力相关的信息)。为此，控制参数管 理部21自控制部22接收机械臂5的卡爪位置及力的信息，并自控制参数管理部21向动作 选择部四、扫除动作存储部15和扫除动作修正部20进行告知。另外，控制参数管理部21 将自扫除动作修正部20输入的位置、姿势和时间等动作信息向控制部22告知。图7表示控制部22的框图。控制部22在由控制参数管理部21设定的控制模式 下进行动作，并根据控制模式，将机械臂5的机械阻抗的值控制在基于惯性M、粘性D和刚性 K的设定值而设定的机械臂5的机械阻抗设定值。并且，在进行吸引的扫除时，控制部22进 行如下控制，即一边利用被指定的吸引力进行吸引、一边使旋转刷11旋转。另外，在擦抹扫 除时，控制部22进行利用被指定的力压住扫除面的控制。并且，控制部22进行如下控制，即控制配置于主体部19底部的一对车轮6，以使主体部19移动到指定的位置。接着，根据图7说明控制部22的详情。控制部22构成为具有分别控制机械臂5的各关节部的电动机43的驱动的机械 臂控制部49、控制吸引泵13的电动机67的驱动的吸引泵控制部2、控制旋转刷11的电动 机69的驱动的旋转刷控制部9以及控制主体部19的车轮6的电动机65的驱动的车轮控 制部48。机械臂控制部49构成为具有位置误差计算部50、阻抗计算部51、作为力检测机 构的一例的力检测部53、手部控制部54、目标轨道生成部55、位置误差补偿部56、近似逆运 动学计算部57以及正运动学计算部58。由位置误差补偿部56、近似逆运动学计算部57和 正运动学计算部58构成位置控制系统59。接着，对机械臂控制部49详细进行说明。自机械臂5输出由各个关节部的关节轴的编码器44测量的关节角的当前值(关 节角度向量)向量q= [1, , , , , ]1，并利用输入输出IFM取入到控制部22。其 中，qi、q2、q3、q4、q5、q6分别是第一关节部35、第二关节部36、第三关节部37、第四关节部 38、第五关节部39、第六关节部40的关节角度。目标轨道生成部55接收来自控制参数管理部21的扫除动作的输入，并输出用于 实现作为目标的机械臂5的动作的、卡爪位置及姿势目标向量rd、卡爪的力向量fd和表示 按照各个方向哪一参数有效的标志(表示有效性的标志)。作为目标的机械臂5的动作， 根据作为目的的扫除作业，自扫除动作修正部20经由控制参数管理部21，向目标轨道生成部55提供在各个时间(t = 0、t =、、t = t2.......)下的每个点的位置及姿势(rd(l、rdl、rd2.......)信息、力(fd。、fdl> fd2.......)的信息以及吸引力(pd。、Pdl> Pd2.......)的信肩、ο目标轨道生成部55使用多项式插补，对各点间的轨道、力、吸引力进行插补，以生 成卡爪位置和姿势目标向量rd、力向量fd、吸引力Pd。手部控制部M根据自控制参数管理部21输入的手部开闭指令，向机械臂5的手 部驱动用电动机62发出指令，以驱动手部驱动用电动机62使手部30开闭。力检测部53作为力检测机构的一例起作用，检测人等与机械臂5的接触而施加 于机械臂5的外力。由电动机驱动器47的电流传感器测量的、在驱动机械臂5的各关节 部的电动机43流动的电流值i = [ii; i2, i3，i4，i5，i6]T经由输入输出IFM被取入力检测 部53，而且，各关节部的各关节角的当前值q经由输入输出IF24被取入力检测部53，并且， 来自后述的近似逆运动学计算部57的关节角度误差补偿输出被取入力检测部53。力 检测部53作为观测器起作用，基于以上的电流值i、关节角的当前值q和关节角度误差补 偿输出U-计算由施加于机械臂5的外力在各关节部产生的转矩\xt。接着，根据Frait = Jv(q)_T、xt-
T换算成机械臂5的卡爪的等效卡爪外力Frart并输出。在此，Jv (q)是 满足下述(数4)的雅可比矩阵。(数4)V =Z Jv{q)q其中，ν= [vx、vy、vz、ωχ、coy、ωζ]τ、(Vx、Vy、Vz)是在卡爪坐标系 42 下的机械臂 5 的卡爪的平移速度、(ωχ、coy、ωζ)是在卡爪坐标系42下的机械臂5的卡爪的角速度。另外，m是安装于机械臂5的手部30的扫除部8、18的重量、g是重力加速度。扫除部8、18的 重量m的值虽然可以在安装扫除部8、18之前，由人自数据输入IM6输入到力检测部53，但 通常由于扫除部8、18的重量m并非经常变更的值，因此，也可以作为预先设定的值。阻抗计算部51是实现如下功能的部分，即在机械臂5实现所述机械臂5的机械阻 抗值向机械阻抗设定值的控制。当阻抗控制模式被指定时，自阻抗计算部51输出卡爪位置及姿势目标修正输出 γ,δο当被切换到力混合阻抗控制模式时，在存在通过标志(表示有效性的标志)被指定 为有效的力成分的情况下，基于由控制参数管理部21设定的阻抗参数即惯性M、粘性D、刚 性K、和关节角的当前值q、由力检测部53检测到的外力Fext、自目标轨道生成部55输出的 fd，按照下式由阻抗计算部51计算用于实现如下控制的卡爪位置及姿势目标修正输出，并自阻抗计算部51输出，该控制为使所述机械臂5的机械阻抗的值接近在机械臂5设-dA定的机械阻抗设定值。通过位置误差计算部50，在目标轨道生成部55输出的卡爪位置及姿势目标向量 rd上加上卡爪位置及姿势目标修正输出，从而在位置误差计算部50生成卡爪位置及姿 势修正目标向量i^。例如为了仅在ζ轴方向施力来进行扫除、而使其他成分在位置控制模 式下进行移动，在位置误差计算部50将卡爪位置及姿势目标修正输出的除ζ成分之外 的成分设定为0。(数5)
权利要求
1.一种吸尘器的控制装置，该吸尘器具有移动体、基端与所述移动体连结的机械臂、 安装于所述机械臂前端的卡爪并与扫除面接触的扫除部、以及驱动所述移动体、所述机械 臂和所述扫除部的驱动装置，通过所述控制装置驱动控制所述吸尘器的所述驱动装置而在 家庭内进行扫除作业，所述吸尘器的控制装置的特征在于，具有力检测机构，其检测作用于所述机械臂的人的力；信息获取部，其分别获取所述扫除作业中的包含所述扫除部的吸引力及所述扫除部的 扫除位置的与扫除动作相关的信息和与由所述力检测机构检测到的作用于所述机械臂的 所述人的力相关的信息；修正动作类别确定机构，其根据所述信息获取部分别获取的与所述扫除动作相关的信 息和与所述人的力相关的信息，确定对所述扫除动作进行修正的修正动作的类别；扫除动作修正机构，其在所述机械臂的所述扫除作业过程中，对应于由所述力检测机 构检测且由所述信息获取部获取的所述人的力和由所述修正动作类别确定机构确定的所 述修正动作的类别，驱动控制所述驱动装置以修正所述扫除动作。
2.如权利要求1所述的吸尘器的控制装置，其特征在于，所述修正动作类别确定机构确定多个对所述扫除动作进行修正的修正动作的类别，所述扫除动作修正机构在所述机械臂的所述扫除作业过程中，对应于由所述力检测机 构检测且由所述信息获取部获取的所述人的力和由所述修正动作类别确定机构确定的所 述修正动作的所述多个类别，驱动控制所述驱动装置，并基于所述多个类别的修正动作对 所述扫除动作进行修正。
3.如权利要求1所述的吸尘器的控制装置，其特征在于，与所述扫除动作相关的信息包括下述信息中的至少一个信息，所述信息为与所述机 械臂进行的所述扫除作业对应的所述扫除部的所述扫除位置的信息、自所述扫除部施加于 所述扫除面的力信息、与所述扫除部的扫除方向相关的信息、与所述扫除部的吸引力强度 相关的信息、所述扫除部的速度信息、与未进行扫除的区域相关的信息即不可扫除区域信 肩、ο
4.如权利要求1所述的吸尘器的控制装置，其特征在于，与所述扫除动作相关的信息至少具有与所述机械臂进行的所述扫除作业对应的自所 述扫除部施加于所述扫除面的力信息和与所述扫除部的吸引力强度相关的信息，所述扫除动作修正机构基于与所述扫除动作相关的信息，在按照所述机械臂能够移动 的xyz轴方向的各轴，设定使预先设定的力自所述机械臂作用于所述扫除面而进行所述扫 除动作的力控制模式，从而通过所述机械臂进行所述扫除动作时，对应于由所述力检测机 构检测且由所述信息获取部获取的所述人的力，在与修正动作前的所述扫除动作中的所述 机械臂的刚性相比提高所述机械臂的刚性那样的、控制所述机械臂的位置的位置控制下， 修正与修正动作前的所述扫除动作相关的信息中的所述被设定的力的大小或方向。
5.如权利要求1所述的吸尘器的控制装置，其特征在于，与所述扫除动作相关的信息具有与所述机械臂进行的所述扫除作业对应的所述扫除 部的所述扫除位置的信息、与所述扫除部的扫除方向相关的信息、所述扫除部的速度信息、 与未进行扫除的区域相关的信息即不可扫除区域信息，所述扫除动作修正机构基于与所述扫除动作相关的信息，在以控制所述机械臂的位置的位置控制模式进行动作时，并在按照所述机械臂能够移动的xyz轴方向的各轴，设定根 据相对于停止驱动的所述机械臂自所述人施加于所述机械臂的力使所述机械臂工作的阻 抗控制模式而使所述扫除作业动作时，对应于由所述力检测机构检测且由所述信息获取部 获取的所述人的力，驱动控制所述驱动装置，以便对与所述阻抗控制下的所述扫除动作相 关的信息的所述扫除动作进行修正。
6.如权利要求1 5中任一项所述的吸尘器的控制装置，其特征在于，还具有 控制参数管理机构，其基于由所述修正动作类别确定机构确定的所述修正动作的类别，设定所述机械臂的机械阻抗设定值；阻抗控制机构，其将所述机械臂的所述机械阻抗的值控制在所述控制参数管理机构所 设定的所述机械阻抗设定值。
7.如权利要求6所述的吸尘器的控制装置，其特征在于，所述阻抗控制机构基于所述修正动作的类别，分别独立设定所述机械臂的所述卡爪的 平移方向及旋转方向的六轴方向的机械阻抗设定值，并且，作为由所述修正动作类别确定部确定的所述修正动作的类别，当对所述卡爪的 所述扫除部的扫除方向进行修正时，控制参数管理机构设定所述机械阻抗设定值，以使所 述扫除方向上的刚性比与所述扫除方向不同的方向上的刚性高。
8.如权利要求1所述的吸尘器的控制装置，其特征在于，所述修正动作类别确定机构对所述机械臂的所述卡爪的位置在与所述扫除面平行的 方向上的移动量进行检测，并且，当与所述扫除面垂直的方向上的力成分为第一阈值以下、与所述扫除面平行的方向上 的力成分为第二阈值以上、且由所述修正动作类别确定机构检测到的所述机械臂的所述卡 爪的位置在与所述扫除面平行的方向上的移动量为第三阈值以上时，作为所述修正动作的 类别，所述修正动作类别确定机构确定为扫除面的位置移动这种类别，进而，所述扫除动作修正机构对应于由所述力检测机构检测且由所述信息获取部获取 的所述人的力和由所述修正动作类别确定机构确定的所述修正动作的类别，驱动控制所述 驱动装置，以便在与所述扫除面平行的方向上修正所述机械臂的所述卡爪的位置。
9.如权利要求1所述的吸尘器的控制装置，其特征在于，所述修正动作类别确定机构对所述机械臂的所述卡爪的位置在垂直于所述扫除面的 方向上的移动量进行检测，并且，当与所述扫除面垂直的方向上的力成分为第一阈值以上、且由所述修正动作类别确定 机构检测到的所述机械臂的所述卡爪的位置在垂直于所述扫除面的方向上的移动量比第 四阈值大时，作为所述修正动作的类别，所述修正动作类别确定机构确定为扫除面垂直方 向的位置移动这种类别，进而，所述扫除动作修正机构对应于由所述力检测机构检测且由所述信息获取部获取 的所述人的力和由所述修正动作类别确定机构确定的所述修正动作的类别，驱动控制所述 驱动装置，以便在垂直于所述扫除面的方向上修正所述机械臂的所述卡爪的位置。
10.如权利要求1所述的吸尘器的控制装置，其特征在于，所述修正动作类别确定机构对所述机械臂的所述卡爪的位置在垂直于所述扫除面的 方向上的移动量进行检测，并且，当与所述扫除面垂直的方向上的力成分为第一阈值以上、由所述修正动作类别确定机 构检测到的所述机械臂的所述卡爪的位置在垂直于所述扫除面的方向上的移动量为第四 阈值以下、且所述扫除作业为擦抹扫除时，作为所述修正动作的类别，所述修正动作类别确 定机构确定为力的施加状况的修正这种类别，进而，所述扫除动作修正机构对应于由所述力检测机构检测且由所述信息获取部获取 的所述人的力和由所述修正动作类别确定机构确定的所述修正动作的类别，驱动控制所述 驱动装置，以便修正所述机械臂朝向垂直于所述扫除面的方向施加的力。
11.如权利要求1所述的吸尘器的控制装置，其特征在于，所述修正动作类别确定机构对所述机械臂的所述卡爪的位置在垂直于所述扫除面的 方向上的移动量进行检测，并且，当与所述扫除面垂直的方向上的力成分为第一阈值以上、由所述修正动作类别确定机 构检测到的所述机械臂的所述卡爪的位置在垂直于所述扫除面的方向上的移动量为第四 阈值以下、且所述扫除作业为吸引扫除时，作为所述修正动作的类别，所述修正动作类别确 定机构确定为吸引力的修正这种类别，进而，所述扫除动作修正机构对应于由所述力检测机构检测且由所述信息获取部获取 的所述人的力和由所述修正动作类别确定机构确定的所述修正动作的类别，驱动控制所述 驱动装置，以便修正朝向垂直于所述扫除面的方向的所述吸引力。
12.如权利要求1所述的吸尘器的控制装置，其特征在于，所述修正动作类别确定机构对所述机械臂的所述卡爪的位置在与所述扫除面平行的 方向上的移动量进行检测，并且，当与所述扫除面垂直的方向上的力成分不到第一阈值、与所述扫除面平行的方向上 的力成分为第二阈值以上、且由所述修正动作类别确定机构检测到的所述机械臂的所述卡 爪的位置在平行于所述扫除面的方向上的移动量不到第三阈值时，作为所述修正动作的类 别，所述修正动作类别确定机构确定为速度的修正这种类别，进而，所述扫除动作修正机构对应于由所述力检测机构检测且由所述信息获取部获取 的所述人的力和由所述修正动作类别确定机构确定的所述修正动作的类别，驱动控制所述 驱动装置，以便在与所述扫除面平行的方向上修正所述机械臂的所述卡爪的位置的速度。
13.如权利要求1所述的吸尘器的控制装置，其特征在于，所述修正动作类别确定机构基于由所述力检测机构检测且由所述信息获取部获取的 施加于所述机械臂的所述人的力，测量施加于所述机械臂的力的位移量，并基于测量结果 对位置成分和姿势成分的位移量进行比较，当所述姿势的位移量比所述位置成分的位移量 大时，作为所述修正动作的类别，所述修正动作类别确定机构确定为姿势的修正这种类别， 进而，所述扫除动作修正机构对应于由所述力检测机构检测且由所述信息获取部获取 的所述人的力和由所述修正动作类别确定机构确定的所述修正动作的类别，驱动控制所述 驱动装置，以便修正所述机械臂的所述卡爪的姿势。
14.如权利要求1所述的吸尘器的控制装置，其特征在于，所述修正动作类别确定机构对所述机械臂的所述卡爪的位置在与所述扫除面平行的 方向上的移动量进行检测，并且，当由所述人手施加于所述机械臂的力与所述扫除面平行、且由所述修正动作类别确定机构检测到的某一定时间内的与所述扫除面平行的方向上的移动量为阈值以上时，作为所 述修正动作的类别，所述修正动作类别确定机构确定为不可扫除区域的设定这种类别，进而，所述扫除动作修正机构对应于由所述力检测机构检测且由所述信息获取部获取 的所述人的力和由所述修正动作类别确定机构确定的所述修正动作的类别，使所述机械臂 的所述卡爪的位置移动，从而设定所述不可扫除区域。
15.如权利要求1 5、8 14中任一项所述的吸尘器的控制装置，其特征在于，还具有显示机构，该显示机构基于由所述修正动作类别确定机构确定的所述修正动作 的类别，显示与所述修正动作的类别相关的信息。
16.一种吸尘器的控制方法，该吸尘器具有移动体、基端与所述移动体连结的机械 臂、安装于所述机械臂前端的卡爪并与扫除面接触的扫除部、以及驱动所述移动体、所述机 械臂和所述扫除部的驱动装置，通过所述控制方法驱动控制所述吸尘器的所述驱动装置而 在家庭内进行扫除作业，所述吸尘器的控制方法的特征在于，利用力检测机构检测作用于所述机械臂的人的力；使用所述扫除作业中的包含所述扫除部的吸引力及所述扫除部的扫除位置的与扫除 动作相关的信息和与由所述力检测机构检测且由信息获取部获取的作用于所述机械臂的 所述人的力相关的信息，利用修正动作类别确定机构来确定对所述扫除动作进行修正的修 正动作的类别；在所述机械臂的所述扫除作业过程中，对应于由所述力检测机构检测且由所述信息获 取部获取的所述人的力和由所述修正动作类别确定机构确定的所述修正动作的类别，驱动 控制所述驱动装置，并利用扫除动作修正机构修正所述扫除动作。
17.—种吸尘器，具有所述机械臂；以及利用所述驱动装置驱动控制所述机械臂的权利要求1 5、8 15中任一项所述的吸 尘器的控制装置。
18.—种吸尘器的控制程序，所述吸尘器具有移动体、基端与所述移动体连结的机械 臂、安装于所述机械臂前端的卡爪且与扫除面接触的扫除部、以及驱动所述移动体、所述机 械臂和所述扫除部的驱动装置，通过所述控制程序驱动控制所述吸尘器的所述驱动装置而 在家庭内进行扫除作业，所述吸尘器的控制程序的特征在于，其用于使计算机执行如下步 骤使用所述扫除作业中的包含所述扫除部的吸引力及所述扫除部的扫除位置的与扫除 动作相关的信息和与由力检测机构检测且由信息获取部获取的作用于所述机械臂的人的 力相关的信息，利用修正动作类别确定机构来确定对所述扫除动作进行修正的修正动作的 类别的步骤；在所述机械臂的所述扫除作业过程中，对应于由所述力检测机构检测且由所述信息获 取部获取的作用于所述机械臂的所述人的力和由所述修正动作类别确定机构确定的所述 修正动作的类别，驱动控制所述驱动装置，并利用扫除动作修正机构修正所述扫除动作的 扫除动作修正步骤。
19.一种吸尘器的控制用集成电子电路，所述吸尘器具有移动体、基端与所述移动体 连结的机械臂、安装于所述机械臂前端的卡爪并与扫除面接触的扫除部、以及驱动所述移动体、所述机械臂和所述扫除部的驱动装置，通过所述控制用集成电子电路驱动控制所述 吸尘器的所述驱动装置而在家庭内进行扫除作业，所述吸尘器的控制用集成电子电路的特 征在于，具有修正动作类别确定机构，其使用所述扫除作业中的包含所述扫除部的吸引力及所述 扫除部的扫除位置的与扫除动作相关的信息和与由力检测机构检测且由信息获取部获取 的作用于所述机械臂的人的力相关的信息，确定对所述扫除动作进行修正的修正动作的类 别；以及扫除动作修正机构，其在所述机械臂的所述扫除作业过程中，对应于由所述力检测机 构检测且由所述信息获取部获取的作用于所述机械臂的所述人的力和由所述修正动作类 别确定机构确定的所述修正动作的类别，驱动控制所述驱动装置以修正所述扫除动作。
全文摘要
一种在家庭内进行扫除的吸尘器的控制装置，具有记录有与机械臂的扫除动作相关的信息的扫除动作数据库(17)、确定所述扫除动作的修正类别的修正动作类别确定部(23)、检测人手(16)的力的力检测部(53)、以及在机械臂的作业过程中根据人手的力和修正类别来修正扫除动作的扫除动作修正部(20)。
文档编号B25J13/08GK102046059SQ20098011904
公开日2011年5月4日 申请日期2009年7月31日 优先权日2008年8月8日
发明者冈崎安直, 津坂优子 申请人:松下电器产业株式会社