[发明专利]致动器的驱动控制装置

说明书

提供在致动器中实现脱力的控制的驱动控制装置。所述驱动控制装置具有：驱动控制单元，其与驱动控制信号对应地，进行致动器的驱动控制；以及压力控制单元，其与压力控制信号对应地，对所述驱动控制信号的向由所述致动器产生的压力的控制的关联进行控制。

技术领域

本发明涉及机器人控制技术，特别涉及利用机器人对可动部进行驱动的致动器的驱动控制装置。

背景技术

当前的对在工业机器人等使用的机器人手臂的位置、速度进行控制的精度被认为已经超越了人类的能力。另外，还提出了可实现将机器人的可动部分的惯性变小的技术(例如参照专利文献1)、对机器人的机械手指尖的柔软性进行控制的技术(例如参照专利文献2)。

专利文献1：日本特开2016-61302号公报

专利文献2：日本特开2014-4654号公报

发明内容

但是，使机器人进行像人类一样的动作是困难的，乐器演奏亦是如此，使机器人进行如同人类弹奏一样的演奏是极难的。

作为通常的机器人手臂、机器人的动力所使用的致动器(人工肌肉)针对驱动信号而平滑地高精度地进行动作，但针对外力基本上为刚体。

根据致动器的种类，也存在柔软的(例如参照专利文献2)，为了高精度地运转机器人而需要进行位置控制(位置反馈)。但是，如果进行该位置控制，则致动器趋向于刚体化，在正常的动作中维持几乎相同的硬度。因此，致动器的举动与人类的肌肉的举动差异较大。

作为例子，在如“击鼓”的动作的情况下，根据实际人类击鼓的影像对鼓槌的前端的轨迹进行分析，能够利用机器人手臂对该动作进行再现。并且，在机器人中，能够以相当高的精度实现进行该鼓槌的前端的位置控制，认为能够实现以等于或超越人类的精度进行的位置控制。

但是，仅进行如上的鼓槌的前端的位置控制，不会发出如人击鼓那样的声音。这是因为鼓槌的轨迹并非全部按照人的意图而进行动作，多数部分是利用鼓侧的反作用而作出的。鼓槌的轨迹的最初的部分是通过按照人的意图向鼓的鼓皮注入力而对鼓槌施加动能所形成的。此时肌肉处于硬直的如硬弹簧那样的状态。如果在这样的状态下持续挥动鼓槌直至鼓槌碰到鼓皮，则虽然发出声音，但由于成为将鼓槌按压于鼓皮的状态，因此鼓皮的自由振动被妨碍。因此，通过鼓槌引起的打击音被减弱，得不到鼓特有的声音的余韵。可以想到利用机器人手臂进行的打击也会成为与这相近的状态。

在实际的演奏中，在对鼓槌施加力而进行加速之后，在即将碰到鼓皮前将肌肉的力卸去(脱力)，由此对鼓槌施加动能，使鼓槌的前端撞击鼓皮。通过这样，使鼓槌的质量和鼓皮的弹性之间发生耦合共振，将鼓槌的动能高效地变为鼓皮的振动能而使声音产生。然后，演奏者配合鼓槌由于鼓皮的反弹力而弹回的定时而向肌肉注入力，将鼓槌停止。在这一系列的动作之中，人类的肌肉的力与鼓槌的动作发生关联的是最初的加速时和最后的静止时。在发出声音的定时的前后，由于基本上肌肉完全脱力，因此鼓槌的动作由鼓槌和鼓的鼓皮决定。为了发出优质的声音，重要的是肌肉不妨碍上述动作。

但是，在致动器的驱动控制中，未提供能够实现上述的脱力的控制的单元。

本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于，在致动器的驱动控制中实现脱力的控制。

本发明的第1观点涉及的驱动控制装置具有：驱动控制单元，其与驱动控制信号对应地，进行致动器的驱动控制；以及压力控制单元，其与压力控制信号对应地，对所述驱动控制信号的向由所述致动器产生的压力的控制的关联进行控制。

本发明的第2观点涉及的驱动控制装置是在第1观点涉及的驱动控制装置中，所述驱动控制信号是表示在示出由所述致动器驱动的可动部的位置的位置检测信号与对所述可动部的位置进行指示的位置控制信号之间的位置误差的位置误差信号。