[发明专利]弹性体致动器驱动机构的控制装置及控制方法、以及控制程序

说明书

技术领域

本发明涉及对驱动机构的动作进行控制的弹性体致动器驱动机构的控制装置及控制方法、以及控制程序，其中所述驱动机构通过流体压驱动致动器等被弹性体的变形所驱动的弹性体致动器来驱动。

背景技术

近年来，由于细胞式生产工厂的发展等原因，与人协同动作的机器人的开发日益盛行。这样的与人协同动作的机器人与现有那样隔开人所在的区域与机器人用的作业区域而动作的机器人不同，需要与人共存，因此与现有的工业用机器人等相比，所需要的规格不同。

第一，在现有的工业用机器人中，使用电动机或减速器，通过高增益的反馈控制来实现反复精度0.1mm等这样的高指尖位置精度。然而，利用这样的电动机来驱动的机构多存在刚性高而柔性欠佳的情况，在安全性方面多存在问题。

相对于此，在与人协同动作的机器人中，对与人接触时不造成危害等安全性加以重视。从而，不能说像现有的工业用机器人那样由电动机驱动的机构适用于家庭用机器人等重视安全性的领域，需要柔软且安全的机器人手臂。

针对这样的课题，例如提出有利用了McKibben型的空气压致动器的机器人手臂。McKibben型的空气压致动器构成为，在由橡胶材料构成的管状弹性体的外表面配设由纤维软线构成的约束机构，管状弹性体的两端部由密封构件来气密密封。当通过流体注入注出机构而利用空气等压缩性流体将内压施加到管状弹性体的内部空间时，管状弹性体主要沿半径方向膨胀，但在约束机构的作用下，要沿半径方向膨胀的动作被转换成管状弹性体的中心轴方向的运动，全长收缩。该McKibben型的致动器主要由弹性体构成，因此其特征在于具有柔软性、安全且轻量。

第二，现有的工业用机器人在与人隔离的空间中动作，因此例如在传感器发生故障等时，立刻停止动作被认为是最安全的。

相对于此，若为与人在同一空间动作的机器人，则在假设传感器发生故障等情况下，立刻停止动作未必就是最安全的。例如考虑到如下等情况：在与人进行协调动作时，若机器人突然停止，则进行协调动作的人无法立刻停住，而处于危险的状态。并且，在传感器发生故障时，存在无法取得动作控制所需要的信息，难以继续动作的课题。

针对这样的传感器的故障，现有技术公开了如下的控制装置，该控制装置通过读取预先教导并存储起来的数据取代读取传感器信号来控制机器人(专利文献1)。而且，公开了如下的移动控制装置，该移动控制装置具备运算器，在具备距离传感器和多个移动机构位置检测器的机器人中，该运算器根据来自距离传感器的传感器信号和来自正常的移动机构位置检测器的移动机构位置信号，求解与发生了故障的移动机构位置检测器本应该输出的正确的移动机构位置信号相同的替代信号(专利文献2)。

【在先技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本实公平8-1819号公报

【专利文献2】日本特公平5-55279号公报

发明内容

【发明要解决的课题】

然而，在专利文献1的技术中，存在如下课题：预先需要将传感器信号替代的教导数据，但难以事先预想到机器人的所有动作而难以准备教导数据。而且，在专利文献2的技术中，存在如下课题：对不具备距离传感器的机器人等而言，难以运算正确的替代信号。

本发明为了解决所述现有的课题而提出，其目的在于提供一种弹性体致动器驱动机构的控制装置及控制方法、以及控制程序，从而无需预先准备教导数据或设置能够运算替代信号的传感器，即使在传感器异常时也不会立刻停止动作，能够继续由弹性体致动器驱动的机器人手臂等驱动机构的动作。

【用于解决课题的手段】

为了达成所述目的，本发明如下构成。

根据本发明的第一方式，提供一种弹性体致动器驱动机构的控制装置，具备：

目标值输出机构，其输出弹性体致动器的输出的目标值；

输出误差补偿机构，其通过被输入所述弹性体致动器的输出的目标值和由输出计测机构计测到的所述弹性体致动器的输出的计测值，来对输出误差进行补偿；

目标内部状态确定机构，其根据所述弹性体致动器的输出的目标值来确定与由内部状态计测机构计测到的所述弹性体致动器的内部状态的计测值相对的所述内部状态的目标值；

内部状态误差补偿机构，其根据来自所述输出误差补偿机构的输出及来自所述内部状态计测机构的输出来对内部状态误差进行补偿；