机器人系统以及机器人系统的控制方法与流程

文档序号:25998802发布日期:2021-07-23 21:14阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种机器人系统,具有:

从动单元,其包括具有作业端的从动臂、驱动所述从动臂的从动臂驱动部、以及基于规定所述作业端的目标位置的从动动作指令来控制所述从动臂驱动部的从动侧控制部;

主动单元,其包括主动臂,该主动臂具有供操作者输入操作内容的操作端;以及

系统控制部,其包括从动动作指令生成部,该从动动作指令生成部基于输入到所述操作端的所述操作内容生成所述从动动作指令,

在所述机器人系统中,

在所述操作内容的对应指令是与所述从动臂以及所述主动臂中的至少一方的动作的极限对应的界限当量区域的对应指令的情况下,所述系统控制部进行用于使所述操作者知觉的处理。

2.根据权利要求1所述的机器人系统,其中,

所述从动单元还包括从动侧力检测部,该从动侧力检测部检测作用于所述作业端或者作用于被保持在所述作业端的工件的反作用力的方向以及大小,

所述主动单元还包括:主动侧力检测部,其对作为所述操作内容而由所述操作者施加于所述操作端的操作力的方向以及大小进行检测;主动臂驱动部,其驱动所述主动臂;以及主动侧控制部,其基于规定所述操作端的目标位置的主动动作指令来控制所述主动臂驱动部,

所述系统控制部基于所述操作力以及所述反作用力,生成所述从动动作指令以及所述主动动作指令,所述主动动作指令使所述操作端向与该从动动作指令的所述作业端的移动方向对应的移动方向移动,

所述系统控制部在判定为所述操作力的大小处于比作为所述界限当量区域的第1阈值大的区域内时,生成使所述操作端向所述操作力的方向移动这样的所述主动动作指令。

3.根据权利要求2所述的机器人系统,其中,

所述系统控制部生成所述主动动作指令,所述主动动作指令随着所述操作力变大而增大所述操作端的移动速度的变化。

4.根据权利要求2或3所述的机器人系统,其中,

所述系统控制部包括:动作模式设定部,其将动作模式设定为包含通常动作模式以及报告动作模式在内的多种动作模式中的一种该动作模式;从动动作指令生成部,其基于所述操作力以及所述反作用力生成所述从动动作指令;第1临时主动动作指令生成部,其基于所述操作力以及所述反作用力生成第1临时主动动作指令,该第1临时主动动作指令使所述操作端向与该从动动作指令的所述作业端的移动方向对应的移动方向移动;第2临时主动动作指令生成部,其基于所述操作力生成第2临时主动动作指令;以及主动动作指令设定部,其在所述通常动作模式下将第1临时主动动作指令设定为所述主动动作指令,在所述报告动作模式下将第2临时主动动作指令设定为所述主动动作指令,

所述动作模式设定部在判定为所述操作力的大小处于比所述第1阈值大的区域内时,将所述动作模式设定为所述报告动作模式。

5.根据权利要求4所述的机器人系统,其中,

多种所述动作模式还包含恢复动作模式,

所述系统控制部还具备第3临时主动动作指令生成部,该第3临时主动动作指令生成部使所述操作端朝向所述第1临时主动动作指令所规定的所述操作端的所述目标位置移动,

所述主动动作指令设定部还在所述恢复动作模式下将所述第3临时主动动作指令设定为所述主动动作指令,

所述动作模式设定部构成为,在将所述动作模式设定为所述报告动作模式的状态下,判定为所述操作力的大小处于第2阈值以下的区域内时,将所述动作模式设定为所述恢复动作模式。

6.根据权利要求5所述的机器人系统,其中,

所述动作模式设定部构成为,在将所述动作模式设定为所述恢复动作模式的状态下,判定为所述操作端位于所述第1临时主动动作指令的所述目标位置时,将所述动作模式设定为所述通常动作模式。

7.根据权利要求4~6中任一项所述的机器人系统,其中,

所述系统控制部包括:基于所述操作力以及所述反作用力计算目标速度矢量的换算部、以及基于所述操作力计算临时目标速度矢量的副换算部,

所述从动动作指令生成部基于所述目标速度矢量生成所述从动动作指令,

所述第1临时主动动作指令生成部基于所述目标速度矢量生成所述第1临时主动动作指令,

所述第2临时主动动作指令生成部基于所述临时目标速度矢量生成所述第2临时主动动作指令。

8.根据权利要求1所述的机器人系统,其中,

该机器人系统还具有报告部,该报告部使用能够由所述操作者的知觉感知的感觉信息来进行报告,

所述主动单元还包括主动侧力检测部,该主动侧力检测部对作为所述操作内容而由所述操作者施加于所述操作端的操作力的方向以及大小进行检测,

所述系统控制部在判定为所述操作力的大小处于比作为所述界限当量区域的第3阈值大的区域内时,控制所述报告部进行向所述操作者的报告。

9.根据权利要求8所述的机器人系统,其中,

所述系统控制部以随着所述操作力变大而所述感觉信息的强度变强的方式控制所述报告部。

10.根据权利要求1所述的机器人系统,其中,

该机器人系统还具有报告部,该报告部使用能够由所述操作者的知觉感知的感觉信息来进行报告,

所述系统控制部在判定为所述从动动作指令的所述作业端的目标位置位于作为所述界限当量区域的通知区域时,控制所述报告部进行向所述操作者的报告,作为所述界限当量区域的所述通知区域是从规定的动作区域的界限向该动作区域侧延展的区域。

11.根据权利要求10所述的机器人系统,其中,

所述系统控制部以随着所述从动动作指令的所述作业端的目标位置与所述动作区域的界限之间的距离变小而所述感觉信息的强度变强的方式控制所述报告部。

12.根据权利要求1所述的机器人系统,其中,

所述从动单元还包括从动侧力检测部,该从动侧力检测部对作用于所述作业端或者作用于被保持在所述作业端的工件的反作用力的方向以及大小进行检测,

所述主动单元还包括:主动侧力检测部,其对作为所述操作内容而由所述操作者施加于所述操作端的操作力的方向以及大小进行检测;主动臂驱动部,其驱动所述主动臂;以及主动侧控制部,其基于主动动作指令来控制所述主动臂驱动部,

所述系统控制部在每个规定的控制周期生成规定所述作业端的目标位置的所述从动动作指令和规定所述操作端的目标位置的所述主动动作指令,以使得所述从动动作指令的目标位置与所述主动动作指令的目标位置具有规定的对应关系,

所述系统控制部在判定为所述从动动作指令的所述作业端的目标位置位于作为所述界限当量区域的通知区域时,生成使所述操作端的动作变化这样的所述主动动作指令,作为所述界限当量区域的所述通知区域是从规定的动作区域的界限向该动作区域侧延展的区域。

13.根据权利要求12所述的机器人系统,其中,

所述系统控制部构成为,在判定为所述从动动作指令的所述作业端的目标位置位于所述通知区域时,设定作用于所述作业端的具有从所述动作区域的界限离开的方向的排斥力,并且在接下来的控制周期,基于所述操作力、所述反作用力以及所述排斥力这三者的合力来生成所述主动动作指令。

14.根据权利要求13所述的机器人系统,其中,

所述系统控制部以随着所述从动动作指令的所述作业端的目标位置与所述动作区域的界限之间的距离变小而所述排斥力的大小变大的方式设定所述排斥力。

15.根据权利要求13或14所述的机器人系统,其中,

所述系统控制部还包括:

通知区域设定部,其设定所述通知区域;

排斥力设定部,当判定为所述从动动作指令的所述作业端的目标位置位于所述通知区域时,该排斥力设定部设定所述排斥力;

换算部,其基于所述操作力、所述反作用力以及所述排斥力这三者的合力来计算目标速度矢量;

从动动作指令生成部,其基于所述目标速度矢量生成所述从动动作指令;以及

主动动作指令生成部,其基于所述目标速度矢量生成所述主动动作指令。

16.一种机器人系统的控制方法,该机器人系统具备从动臂和主动臂,其中,包含如下步骤:

将基于被输入到所述主动臂的操作端的操作内容的、规定所述从动臂的作业端的目标位置的从动动作指令输出到基于所述从动动作指令对所述从动臂的驱动部进行控制的从动侧控制部;以及

在与所述操作内容相对应地生成的指令是与所述从动臂以及所述主动臂中的至少一方的动作的极限对应的界限当量区域的对应指令的情况下,进行用于使向所述操作端输入所述操作内容的操作者知觉的处理。

17.根据权利要求16所述的机器人系统的控制方法,其中,

该控制方法还包含如下步骤:

接收对作用于所述作业端或者作用于被保持在所述作业端的工件的反作用力的方向以及大小的检测结果;

接收对作为所述操作内容而由所述操作者施加于所述操作端的操作力的方向以及大小的检测结果;

基于检测出的所述操作力以及所述反作用力,决定所述作业端的目标位置;

基于检测出的所述操作力以及所述反作用力,决定所述操作端的目标位置;以及

将规定所述操作端的目标位置的主动动作指令输出到基于所述主动动作指令来对所述主动臂的驱动部进行控制的主动侧控制部,

当判定为所述操作力的大小未处于比作为所述界限当量区域的第1阈值大的区域内时,将所述操作端的目标位置决定为与所述作业端的位置对应的位置,

当判定为所述操作力的大小处于比所述第1阈值大的区域内时,将所述操作端的目标位置决定为从与所述作业端的位置对应的位置向所述操作力的方向移动了的位置。

18.根据权利要求16所述的机器人系统的控制方法,其中,

该控制方法还包含如下步骤:设定从规定的动作区域的界限向该动作区域侧延展的通知区域来作为所述界限当量区域,

当判定为所述从动动作指令的所述作业端的目标位置位于所述通知区域时,输出进行报告的指令,该报告使用了能够由所述操作者的知觉感知的感觉信息。

19.根据权利要求16所述的机器人系统的控制方法,其中,还包含如下步骤:

接收对作用于所述作业端或者作用于被保持在所述作业端的工件的反作用力的方向以及大小的检测结果;

接收对作为所述操作内容而由所述操作者施加于所述操作端的操作力的方向以及大小的检测结果;

基于检测出的所述操作力以及所述反作用力,决定所述作业端的目标位置;

基于检测出的所述操作力以及所述反作用力,决定所述操作端的目标位置;

将规定所述操作端的目标位置的主动动作指令输出到基于所述主动动作指令来对所述主动臂的驱动部进行控制的主动侧控制部;以及

设定从规定的动作区域的界限向该动作区域侧延展的通知区域来作为所述界限当量区域,

在每个规定的控制周期基于检测出的所述操作力以及所述反作用力的合力来决定所述作业端的目标位置,

若判定为所述作业端的目标位置位于所述通知区域,则设定朝从所述动作区域的界限离开的方向作用于所述作业端的排斥力,

基于所述操作力、所述反作用力以及所述排斥力这三者的合力决定所述操作端的下一目标位置,

输出在接下来的控制周期使所述主动臂的驱动部将所述操作端位于所述下一目标位置的所述主动动作指令。


技术总结
机器人系统(100)具有:从动单元(1),其包括具有作业端(11a)的从动臂(11)、驱动所述从动臂的从动臂驱动部(13)、以及基于规定所述作业端的目标位置的从动动作指令来控制所述从动臂驱动部的从动侧控制部(14);主动单元(2),其包括主动臂(21),主动臂(21)具有由操作者输入操作内容的操作端(21a);以及系统控制部(3),其基于输入到所述操作端的所述操作内容来生成所述从动动作指令,在所述操作内容的对应指令是与所述从动臂以及所述主动臂中的至少一方的动作的极限对应的界限当量区域的对应指令的情况下,所述系统控制部进行用于使所述操作者知觉的处理。

技术研发人员:扫部雅幸;笠秀行;藤森润;木下博贵;高桥大树;志鹰拓哉;清水开
受保护的技术使用者:川崎重工业株式会社
技术研发日:2019.12.19
技术公布日:2021.07.23
当前第2页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1