[发明专利]机械手的控制方法和机械手

说明书

技术领域

本发明涉及机械手的控制方法和利用该机械手的控制方法进行动作的机械手。

背景技术

在使机械手动作时，利用角度传感器检测电机的旋转角度，并根据旋转角度计算角速度来控制动作。但是，在有些情况下，被电机驱动的传递机构、臂并不是刚体，在动作时会产生振动或扭转，无法进行准确的控制。

于是，提出了一种利用由配置于臂的前端部的惯性传感器检测出的加速度来计算臂的弯曲量，并将其与臂动作的角度目标值相加来抑制臂的振动的机械手（例如，参照专利文献1）。

另外，也存在如下技术，即通过惯性传感器检测臂前端部的动作，利用该惯性传感器的检测信号来驱动臂，由此即使臂发生了振动也能够实现高精度的定位（例如参照专利文献2）。

【专利文献1】日本特开平1-173116号公报

【专利文献2】日本特开平7-9374号公报

在上述的专利文献1和专利文献2中，在臂前端部配置惯性传感器，利用惯性传感器的检测值来控制臂的动作（包含位置）。但是，会预想到惯性传感器的灵敏度的精度会因惯性传感器的个体差、温度变化的影响、老化等而下降。由于这样的惯性传感器的精度下降，会存在因为无法进行按照目标的控制，所以机械手的动作精度下降这样的问题。

发明内容

本发明是为了解决上述问题的至少一部分而完成的，能够实现为以下的方式或应用例。

［应用例1］本应用例涉及的机械手的控制方法是具备电机、检测所述电机的旋转角度的角度传感器、与所述电机连结的臂、和安装于所述臂的惯性传感器的机械手的控制方法，该机械手的控制方法的特征在于，包括：利用由所述惯性传感器检测的角速度和根据由所述角度传感器检测的角度信息得到的惯性传感器坐标下的角速度之差来计算所述臂的扭转角速度的步骤；利用所述扭转角速度来计算所述惯性传感器的灵敏度的修正量的步骤；和利用所述修正量来修正所述惯性传感器的灵敏度的步骤。

这里，作为惯性传感器具有陀螺仪传感器，作为角度传感器具有编码器、旋转变压器等。

另外，惯性传感器坐标是将惯性传感器被安装的位置表示为基准的坐标系。另外，以后有时将惯性传感器坐标单纯地表示为传感器坐标。由于惯性传感器的输出值是传感器坐标系的输出值，所以也将角度传感器的角速度信息转换为传感器坐标系来计算扭转角速度。

根据本应用例，利用惯性传感器所检测的角速度和根据由角度传感器所检测的信息得到的惯性传感器坐标下的角速度之差来决定惯性传感器的灵敏度修正量。该角速度差是扭转角速度。利用这样计算出的灵敏度修正量来修正惯性传感器的灵敏度，并使机械手进行动作。由此，能够降低因惯性传感器的个体差、温度变化引起的对精度的影响、因老化引起的对精度降低的影响，从而提高机械手动作的精度。

［应用例2］优选在上述应用例涉及的机械手的控制方法中，计算所述修正量的步骤在所述机械手的动作中执行。

若在机械手静止时执行灵敏度误差的计算，则需要考虑灵敏度检测时的噪声分量被累积从而导致灵敏度误差与实际不同的情况。因此，通过仅在进行动作时计算灵敏度误差的修正量，能够抑制噪声的影响，从而得到高精度的灵敏度修正量。

另外，在惯性传感器不具有角速度的动作、角速度不具有一定的大小的动作的情况下判定为处于静止时。

［应用例3］优选在上述应用例涉及的机械手的控制方法中，在计算所述修正量的步骤中，以所述机械手的动作中的所给定的时间间隔计算扭转角速度，在动作结束后，根据以所述时间间隔计算出的所述扭转角速度的总和来计算所述灵敏度误差的修正量。

例如，当以600mS结束1个动作时，在惯性传感器中每2ms检测角速度，在1个动作结束后，计算每2ms检测出的扭转角速度的和作为灵敏度误差的修正量。由此，能够基本实时地取得扭转角速度的变化，如果按每1个动作计算修正量，则能够降低计算步骤的计算负荷。

另外，由于一边使机械手动作一边更新惯性传感器的灵敏度，所以在反复执行动作的情况下，具有能够按每1个动作提高精度的效果。

［应用例4］优选在上述应用例涉及的机械手的控制方法中，在计算所述修正量的步骤中，在检测到所述电机的旋转方向后，根据所述旋转方向来切换所述扭转角速度的值的正负。

在扭转角速度的计算中没有旋转方向的信息。于是，根据电机的旋转方向的正逆来将计算出的扭转角速度的值切换为正或者负。由此，能够进行配置了惯性传感器的臂的正逆旋转双方的灵敏度修正。