专利名称：机器人手臂的控制装置及控制方法、机器人、机器人手臂的控制程序、及机器人手臂控制 ...的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于生成、示教机器人的动作的机器人手臂的控制装置及控制方法、 具有机器人手臂的控制装置的机器人、机器人手臂的程序、机器人手臂控制用集成电子电路。
背景技术：
近年来，看护机器人或家务支援机器人等家庭用机器人在被积极研发。家庭机器 人与工业用机器人不同，由于是家庭中的外行来操作，所以有必要能够简单地示教动作。进 而，机器人作业时的动作环境也根据家庭而多种多样，所以有必要灵活地与家庭环境相对应。作为机器人装置的示教方法的一例，在机器人的手腕等上安装力传感器，示教者 直接把持在力传感器的前端安装的手柄，将机器人向示教点引导，进行机器人的位置的示 教(参考专利文献1、专利文献2)。专利文献1 特开昭59-157715号公报专利文献2 特开平7-84632号公报但是，在专利文献1中，示教者有必要对所有的示教点进行示教，所以示教比较耗 费时间，非常麻烦。进而，在工业用领域，在对已示教的工作的一部分进行修正的情况下，通 过称之为示教器(teaching pendant)的远程装置，必须由编程来进行修正，或者，从一开始 示教所有的动作，效率差。特别是，就家庭用机器人而言，有必要尽可能缩短示教的时间。进而，关于利用示 教器等远程装置的编程的并用，操作步骤增大，需要学会编程语言，这对于家庭中的外行而 言比较困难。另外，如专利文献2的记载所示，在工业机器人中，明确区分进行对机器人的动作 进行示教的示教作业和机器人实际作业的本职作业。但是，在家庭中，在执行已示教的作业 的情况下，由于频繁发生环境变动成为与已进行示教的环境不同的环境，所以即便直接执 行示教作业，也有时会因环境变动而机器人停止，或进行错误作业。难以事先假设所有这些 环境变动进行示教。这些课题不限于家庭用，即便在工业用途中，就环境变动频繁发生的环 境而言也是一样的。
发明内容
本发明的目的在于，提供鉴于这样的课题而完成的、能够实现适合机器人手臂动 作的环境、进而作业者可以简单且在短时间内进行机器人的示教的机器人控制的机器人 手臂的控制装置及方法、机器人、机器人手臂的控制程序、及机器人手臂控制用集成电子电路。为了实现上述目的，本发明如下所示构成。
根据本发明的第1方式，提供一种对机器人手臂的动作进行控制的机器人手臂的 控制装置，其特征在于，具备信息取得部，其从将与上述动作对应的、上述机器人手臂的位置、姿势和速度中的 至少1个以上以时间序列作为动作信息而存储的动作信息数据库取得上述动作信息，并 且，取得人操作上述机器人手臂而对上述机器人手臂的上述动作进行矫正时的上述机器人 手臂的位置、姿势和速度中的至少1个以上的矫正动作信息；位置控制部，其对上述机器人手臂进行控制以便使其根据上述动作信息进行移 动；和动作矫正部，其在边用上述位置控制部进行控制边使上述机器人手臂移动的中 途，对应于由上述信息取得部取得的各个时间上的矫正动作信息，对上述动作信息进行矫 正；根据由上述动作矫正部矫正的上述动作信息，对上述机器人手臂的上述动作进行 控制。根据本发明的第26方式，提供一种对机器人手臂的动作进行控制的机器人手臂 的控制方法，其特征在于，包括如下的步骤通过信息取得部从将与上述动作对应的、上述机器人手臂的位置、姿势和速度中 的至少1个以上以时间序列作为动作信息存储的动作信息数据库取得上述信息，并且，利 用上述信息取得部取得人操作上述机器人手臂而对上述机器人手臂的上述动作进行矫正 时的上述机器人手臂的位置、姿势和速度中的至少1个以上的矫正动作信息，利用位置控制部来控制上述机器人手臂以便使其根据上述动作信息进行移动，在一边用上述位置控制部进行控制一边使上述机器人手臂移动的中途，对应于由 上述信息取得部取得的各个时间上的矫正动作信息，利用动作矫正部对上述动作信息进行 矫正，根据由上述动作矫正部矫正的上述动作信息，对上述机器人手臂的上述动作进行 控制。根据本发明的第27方式，提供一种机器人，其特征在于，具备上述机器人手臂、和对上述机器人手臂进行控制的第1 25中任意一种方式记载 的机器人手臂的控制装置。根据本发明的第28方式，提供一种对机器人手臂的动作进行控制的机器人手臂 的控制程序，用于使计算机执行如下的步骤，即通过信息取得部从将与上述动作对应的、上述机器人手臂的位置、和姿势和速度 中的至少1个以上以时间序列作为动作信息存储的动作信息数据库取得上述信息，并且， 利用上述信息取得部取得人操作上述机器人手臂而对上述机器人手臂的上述动作进行矫 正时的上述机器人手臂的位置、姿势和速度中的至少1个以上的矫正动作信息，利用位置控制部来控制上述机器人手臂以便使其根据上述动作信息进行移动，在一边用上述位置控制部进行控制一边使上述机器人手臂移动的中途，对应于由 上述信息取得部取得的各个时间上的矫正动作信息，利用动作矫正部对上述动作信息进行 矫正，根据由上述动作矫正部矫正的上述动作信息，对上述机器人手臂的上述动作进行
8控制。根据本发明的第29方式，提供一种对机器人手臂的动作进行控制的集成电子电 路，其特征在于，具备信息取得部，其从将与上述动作对应的、上述机器人手臂的位置、姿势和速度中的 至少1个以上以时间序列作为动作信息而存储的动作信息数据库取得上述动作信息，并 且，取得人操作上述机器人手臂而对上述机器人手臂的上述动作进行矫正时的上述机器人 手臂的位置、姿势和速度中的至少1个以上的矫正动作信息；位置控制部，其对上述机器人手臂进行控制以便使其根据上述动作信息进行移 动；和动作矫正部，其在一边用上述位置控制部进行控制一边使上述机器人手臂移动的 中途，对应于由上述信息取得部取得的各个时间上的矫正动作信息，对上述动作信息进行 矫正；根据由上述动作矫正部矫正的上述动作信息，对上述机器人手臂的上述动作进行 控制。发明效果如上所述，根据本发明的机器人手臂的控制装置及具有机器人手臂的控制装置的 机器人，通过具有动作信息数据库、力检测部和动作矫正部，可以使由动作信息记述的机器 人手臂的动作对应于人力而对动作进行矫正的机器人手臂的控制成为可能。进而，通过使上述机器人手臂的控制装置进而具备动作的模板(template)信息 和环境信息和矫正参数信息等，可以简单生成机器人手臂的动作简单，除此之外，可以仅对 由矫正参数指定的参数进行矫正。另外，根据本发明的机器人手臂的控制方法及机器人手臂的控制程序及机器人手 臂控制用集成电子电路，可以使由动作信息记述的机器人的动作对应于人力而对动作进行 矫正的机器人的控制成为可能。
本发明的这些和其它目的和特征，由有关附图的优选实施方式的下列记述而明 确。其附图如下所示图1是表示构成本发明的第1实施方式中的机器人系统的机器人手臂的控制装置 和作为控制对象的机器人手臂的简要构成的图；图2A是表示构成本发明的第1实施方式中的机器人系统的机器人手臂的控制装 置和作为控制对象的机器人手臂的详细构成的图；图2B是表示构成本发明的第1实施方式的变形例中的机器人系统的机器人手臂 的控制装置和作为控制对象的机器人手臂的详细构成的图；图3是对第1实施方式中的机器人手臂的控制装置的动作信息数据库的动作信息 的一览表进行说明的图；图4是对第1实施方式中的机器人手臂的控制装置的动作信息数据库的标志的信 息进行说明的图；图5是对第1实施方式中的机器人手臂的控制装置的动作信息数据库的矫正参数
9标志的信息进行说明的图；图6是对在第1实施方式中的机器人手臂的控制装置的动作选择部存储的信息的 一览表进行说明的图；图7是用于对本发明的第1实施方式中的机器人手臂的控制装置的动作状态和基 于人的操作状态进行说明的说明图；图8(a) (C)分别是用于对本发明的第1实施方式中的机器人手臂的控制装置 的动作状态和操作状态和动作状态进行说明的说明图；图9是对本发明的第1实施方式中的机器人系统的周边装置的显示部进行说明的 图；图10是表示第1实施方式中由人施加的力和其时刻的关系的曲线图；图11是表示本发明的第1实施方式中的机器人手臂的控制装置的动作矫正部、动 作选择部、矫正方法设定部、动作存储部、动作信息数据库和控制参数管理部的动作步骤的 流程图；图12是表示本发明的第1实施方式中的机器人手臂的控制装置的控制部的构成 的框图；图13是表示本发明的第1实施方式中的机器人手臂的控制装置的控制部等的动 作步骤的流程图；图14A是表示本发明的第2实施方式中的机器人手臂的控制装置的操作状态的 图；图14B是表示本发明的第2实施方式中的机器人手臂的控制装置的操作状态的 图；图15是对本发明的第2实施方式中的机器人手臂的控制装置的动作信息数据库 的标志等信息进行说明的图；图16是对本发明的第2实施方式中的机器人手臂的控制装置的动作信息数据库 的标志的信息进行说明的图；图17是对本发明的第2实施方式中的机器人手臂的控制装置的动作信息数据库 的矫正参数标志的信息进行说明的图；图18是对本发明的第2实施方式中的机器人手臂的控制装置的通过动作模板信 息的机器人手臂的手指的动作进行说明的图；图19是表示本发明的第2实施方式中的机器人手臂的控制装置的动作矫正部、动 作选择部、矫正方法设定部、动作存储部、动作信息数据库和控制参数管理部的动作步骤的 流程图；图20是表示本发明的第2实施方式中的机器人手臂的控制装置的控制部的构成 的框图；图21是表示本发明的第2实施方式中的机器人手臂的控制装置的控制部等的动 作步骤的流程图；图22(a) (f)分别是表示本发明的第3实施方式中的、基于机器人手臂的控制 装置的机器人手臂的控制动作状态及基于人的操作状态的说明图；图23是表示构成本发明的第3实施方式中的机器人系统的机器人手臂的控制装
10置和作为控制对象的机器人手臂的详细构成的图；图24是动作信息数据库的动作信息的一览表形式的说明图；图25A是对本发明的第3实施方式中的动作模板信息的一览表进行说明的图；图25B是表示图25A的表的动作模板ID为“1”且类别为1时相关的动作模板的 中心坐标和半径的表形式的图；图25C是表示图25A的表的动作模板ID为“2”且类别为2时相关的动作模板的 中心坐标和半径的表形式的图；图25D是表示图25A的表的动作模板ID为“3”且类别为3时相关的动作模板的 坐标1 坐标4的表形式的图；图25E是对图25D的动作模板信息即机器人手臂的手指以锯齿状移动而在锅中搅 拌的动作进行说明的图；图25F是对图25B的动作模板信息即机器人手臂的手指以画圆的方式移动而在锅 中搅拌的动作进行说明的图；图25G是对图25C的动作模板信息即机器人手臂的手指以放射线状移动而在锅中 搅拌的动作进行说明的图；图26A是说明本发明的第3实施方式中通过动作模板信息的机器人手臂的手指对 锅进行搅拌的动作的图；图26B是说明本发明的第3实施方式中通过动作模板信息的机器人手臂的手指对 锅进行搅拌的动作的图；图26C是说明本发明的第3实施方式中通过动作模板信息的机器人手臂的手指对 锅进行搅拌的动作的图；图27是对本发明的第3实施方式中的、动作信息数据库的标志的信息进行说明的 图；图28A是对本发明的第3实施方式中的、环境信息数据库的环境信息的一览表进 行说明的图；图28B是以表形式对本发明的第3实施方式中的、环境信息数据库的环境信息进 行说明的说明图；图28C是以表形式对本发明的第3实施方式中的、环境信息数据库的环境信息进 行说明的说明图；图28D是以表形式对本发明的第3实施方式中的、环境信息数据库的环境信息进 行说明的说明图；图28E是对本发明的第3实施方式中的、环境信息数据库的环境信息的物体所涉 及的信息进行说明的说明图；图28F是对本发明的第3实施方式中的、环境信息数据库的环境信息的圆所涉及 的信息进行说明的说明图；图28G是对本发明的第3实施方式中的、环境信息数据库的环境信息的长方体所 涉及的信息进行说明的说明图；图29是对本发明的第3实施方式中的、矫正参数数据库的矫正参数的一览表进行 说明的11
图30是对本发明的第3实施方式中的、矫正参数的标志所涉及的信息进行说明的 图；图3IA是表示基于本发明的第3实施方式中的机器人手臂的控制装置的机器人手 臂的控制动作状态及基于人的操作状态的说明图；图3IB是表示基于本发明的第3实施方式中的机器人手臂的控制装置的机器人手 臂的控制动作状态的说明图；图31C是表示基于本发明的第3实施方式中的机器人手臂的控制装置的机器人手 臂的控制动作状态的说明图；图3ID是对基于本发明的第3实施方式中的机器人手臂的控制装置的机器人手臂 的控制动作状态进行说明的俯视图；图32是表示本发明的第3实施方式中的机器人手臂的控制装置的动作矫正部、信 息生成部、动作选择部、矫正方法设定部、动作存储部、动作信息数据库、环境信息数据库、 矫正参数数据库和控制参数管理部的动作步骤的流程图；图33(a) (g)分别是表示基于本发明的第4实施方式中的机器人手臂的控制装 置的机器人手臂的控制动作状态及基于人的操作状态的说明图；图34是对本发明的第4实施方式中的机器人手臂的控制装置的动作信息数据库 的动作信息的一览表进行说明的图；图35A是表示本发明的第4实施方式中的机器人手臂的控制装置的动作状态的说 明图；图35B是表示本发明的第4实施方式中的机器人手臂的控制装置的动作状态的俯 视图；图35C是表示本发明的第4实施方式中的机器人手臂的控制装置的动作状态的俯 视图；图35D是表示本发明的第4实施方式中的机器人手臂的控制装置的动作状态的俯 视图；图35E是表示本发明的第4实施方式中的机器人手臂的控制装置的动作状态的俯 视图；图36是表示构成本发明的第5实施方式中的机器人系统的机器人手臂的控制装 置和作为控制对象的机器人手臂的详细构成的图；图37是对本发明的第5实施方式中的机器人系统的动作信息数据库的动作信息 和烹调设备信息数据库的烹调设备信息的一览表进行说明的图；图38A是表示本发明的第6实施方式中由人施加的力和其时间的关系的图；图38B是表示本发明的第6实施方式中由人施加的力和其时间的关系的图；图39是对本发明的第6实施方式中由矫正方法设定部设定的信息的一览表进行 说明的图；图40是表示构成本发明的第7实施方式中的机器人系统的机器人手臂的控制装 置和作为控制对象的机器人手臂的简要构成的图；图41是表示构成本发明的第7实施方式中的机器人系统的机器人手臂的控制装 置和作为控制对象的机器人手臂的详细构成的图42是动作信息数据库的动作信息的一览表形式的说明图；图43A是对本发明的第7实施方式中的、环境信息数据库的环境信息的一览表进 行说明的图；图43B是对本发明的第7实施方式中的、环境信息数据库的环境信息的一览表进 行说明的图；图43C是表示本发明的第7实施方式中的、由图43B的环境信息数据库的环境信 息示出的物体的图；图43D是对本发明的第7实施方式中的、环境信息数据库的环境信息的一览表进 行说明的图；图43E是表示本发明的第7实施方式中的、由图43D的环境信息数据库的环境信 息示出物体的图；图43F是对本发明的第7实施方式中的、环境信息数据库的环境信息的一览表进 行说明的图；图43G是表示本发明的第7实施方式中的、由图43F的环境信息数据库的环境信 息示出的圆的图。
具体实施例方式以下，根据附图对本发明涉及的实施方式进行详细说明。以下，在参照附图对本发明中的实施方式进行详细说明之前，对本发明的各种方 式进行说明。根据本发明的第1方式，提供一种对机器人手臂的动作进行控制的机器人手臂的 控制装置，其中，具备信息取得部，其从将与上述动作对应的、上述机器人手臂的位置、姿势和速度中的 至少1个以上以时间序列作为动作信息而存储的动作信息数据库取得上述动作信息，同时 取得人操作上述机器人手臂而对上述机器人手臂的上述动作进行矫正时的上述机器人手 臂的位置、姿势和速度中的至少1个以上的矫正动作信息；位置控制部，其对上述机器人手臂进行控制以便使其根据上述动作信息进行移 动；和动作矫正部，其在边用上述位置控制部进行控制边使上述机器人手臂移动的中 途，对应于由上述信息取得部取得的各个时间上的矫正动作信息，对上述动作信息进行矫 正；根据由上述动作矫正部矫正的上述动作信息，对上述机器人手臂的上述动作进行 控制。通过这样的构成，可以对应于人力对动作信息进行矫正。本发明的第2方式，提供一种对机器人手臂的动作进行控制的机器人手臂的控制 装置，其中，具备信息取得部，其从将与上述动作对应的、作为上述机器人手臂施加给对象物的力 的时间序列的动作信息而存储的动作信息数据库取得上述动作信息，同时取得人操作上述 机器人手臂而对上述机器人手臂的上述动作进行矫正时的上述机器人手臂施加的力所涉
13及的矫正动作信息；力控制部，其边以上述动作信息的力按压对象物边进行控制；和动作矫正部，其在利用上述力控制部进行控制的中途，对应于由上述信息取得部 取得的各个时间上的矫正动作信息，对上述动作信息进行矫正；根据由上述动作矫正部矫正的上述动作信息，对上述机器人手臂的上述动作进行 控制。通过这样的构成，可以对应于人力对位置、力的信息进行矫正。根据本发明的第3方式，提供第1或2方式记载的机器人手臂的控制装置，其中， 还具备对施加给上述机器人手臂的上述人力进行检测的力检测部，上述信息取得部对应于 由上述力检测部检测出的上述人力来取得上述矫正动作信息。本发明的第4方式，提供第1或3方式记载的机器人手臂的控制装置，其中，由上 述信息取得部取得的上述动作信息包括用于生成上述机器人手臂的上述动作的几何学动 作的模板信息，具备取得上述机器人手臂的动作环境所涉及的环境信息的环境信息取得部、和根据上述环境信息从上述动作信息所含的上述动作的模板信息生成上述机器人 手臂的上述动作信息的动作信息展开部，进而，上述信息取得部，在通过由上述动作信息展开部展开的上述动作信息由上 述位置控制部进行控制的同时使上述机器人手臂移动的中途，对应于由上述信息取得部取 得的各个时间上的上述矫正动作信息，对上述动作的上述模板信息进行矫正，进而根据通 过上述动作信息展开部从由上述动作矫正部矫正的上述模板信息生成的上述动作信息，对 上述机器人手臂的上述动作进行控制。通过这样的构成，可以根据环境信息对上述动作信息进行矫正，进而可以对应于 上述人力对上述动作信息数据库的上述动作信息进行矫正。根据本发明的第5方式，提供第1 4的任一方式记载的机器人手臂的控制装置， 其中，还具备对基于上述动作矫正部的上述动作信息的矫正方法进行设定的矫正方法设定 部，按照通过上述矫正方法设定部设定的矫正方法，利用上述动作矫正部对上述动作 信息进行矫正。通过这样的构成，可以对动作方法进行设定。根据本发明的第6方式，提供第5方式记载的机器人手臂的控制装置，其中，上述 矫正方法设定部对示出矫正上述动作信息或不矫正的有无矫正的信息进行设定，上述动作矫正部参考由上述矫正方法设定部设定的上述有无矫正的信息，在表示 上述动作信息的上述有无矫正的信息要矫正时，通过上述动作矫正部对上述动作信息进行 矫正，另一方面，在表示由上述矫正方法设定部设定的上述有无矫正的信息不要矫正时，不 对上述动作信息进行矫正。通过这样的构成，可以对应于上述人力，切换是矫正上述动作信息还是不矫正。根据本发明的第7方式，提供第5方式记载的机器人手臂的控制装置，其中，上述 矫正方法设定部在利用上述动作矫正部进行了矫正之后，当由上述力检测部检测出的上述 人力小于阈值时，设定以上述矫正过的动作进行动作、或者返回至上述矫正之前的动作的
14矫正方法，上述动作矫正部参考由上述矫正方法设定部设定的上述矫正方法，在由上述动 作矫正部进行了矫正之后，当由上述力检测部检测出的上述人力小于阈值时，对是以上述 矫正过的动作进行动作还是返回至上述矫正之前的动作进行切换，根据由上述动作矫正部矫正的上述动作信息，对上述机器人手臂的上述动作进行 控制而由上述动作矫正部进行了矫正之后，当由上述力检测部检测出的上述人力小于阈值 时，以通过上述矫正方法设定部所设定的上述矫正的方法切换后的动作对上述机器人手臂 的上述动作进行控制。通过这样的构成，在用上述动作矫正部进行了矫正之后，当上述人力小于阈值时， 可以对是以矫正过的动作进行动作还是返回至上述的施加人力之前的动作进行切换。根据本发明的第8方式，提供第6方式记载的机器人手臂的控制装置，其中，上述 矫正方法设定部设定为对上述动作信息进行矫正，在用上述动作矫正部进行了矫正之后， 在已设定为不对上述动作信息进行矫正的情况下，设定以矫正过的动作进行动作或者返回 至上述矫正之前的动作的矫正方法，上述动作矫正部参考由矫正方法设定部设定的上述矫 正的方法，设定为对上述动作信息进行矫正，在由上述动作矫正部进行了矫正之后，在已设 定为不对上述动作信息进行矫正的情况下，对是以矫正过的动作进行动作还是返回至上述 矫正之前的动作进行切换，根据由上述动作矫正部矫正的上述动作信息，对上述机器人手臂的上述动作进行 控制而利用上述动作矫正部进行了矫正之后，当已设定为不对上述动作信息进行矫正时， 以通过上述矫正方法设定部所设定的上述矫正的方法切换的动作，对上述机器人手臂的上 述动作进行控制。通过这样的构成，设定为对上述动作信息进行矫正，在用上述动作矫正部进行了 矫正之后，在已设定为不对上述动作信息进行矫正的情况下，可以对是以矫正过的动作进 行动作还是返回至上述的施加人力之前的动作进行切换。根据本发明的第9方式，提供第5方式记载的机器人手臂的控制装置，其中，上述 矫正方法设定部设定由上述动作矫正部矫正之后的动作覆盖矫正之前的动作而进行动作 或者插入进行动作的矫正的方法，上述动作矫正部参考由矫正方法设定部设定的上述矫正的方法，进行由上述动作 矫正部矫正之后的动作覆盖矫正之前的动作而进行动作或插入进行动作的切换，根据由上述动作矫正部矫正的上述动作信息，对上述机器人手臂的上述动作进行 控制而由上述动作矫正部进行了矫正之后，以通过上述矫正方法设定部所设定的上述矫正 的方法而切换的动作，对上述机器人手臂的上述动作进行控制。通过这样的构成，上述矫正方法设定部可以切换由上述动作矫正部进行了矫正之 后的动作覆盖矫正之前的动作而进行动作或插入进行动作。根据本发明的第10方式，提供第9方式记载的机器人手臂的控制装置，其中，在利 用上述矫正方法设定部的上述矫正方法中，当设定为由上述动作矫正部矫正之后的动作覆 盖而进行动作时，上述动作矫正部在将矫正后的上述动作信息插入矫正前的上述动作信息 时，在矫正前和矫正后的动作的接合部分，按照使矫正后的动作的接合部分与上述接合部 分以外的部分相比速度更低或停止的方式对动作进行矫正。根据本发明的第11方式，提供第5方式记载的机器人手臂的控制装置，其中，上述
15矫正方法设定部，在切换成人直接把持上述机器人手臂而操作上述机器人手臂进行矫正的 动作时，设定是否进行速度比切换前的上述动作的速度低的动作的矫正的方法，上述动作矫正部参考由矫正方法设定部设定的上述矫正方法，在人直接把持上述 机器人手臂来操作上述机器人手臂时，对是否使上述机器人手臂的上述速度低于操作前进 行切换，根据由上述动作矫正部矫正的上述动作信息，对上述机器人手臂的上述动作进行 控制时，人直接把持上述机器人手臂来操作上述机器人手臂时，以通过上述矫正方法设定 部所设定的上述矫正的方法切换的动作，对上述机器人手臂的上述动作进行控制。通过这样的构成，上述矫正方法设定部可以对应于上述人力对是变更上述动作信 息的动作的速度还是不变更进行切换。根据本发明的第12方式，提供第1方式记载的机器人手臂的控制装置，其中，还具 备取得要矫正的参数的类别的矫正参数类别取得部，上述要矫正的参数的类别是在对上述 动作信息进行矫正时，按方向的不同决定上述动作信息的上述机器人手臂的位置、姿势和 速度中的至少1个以上的类别，在上述动作矫正部对上述动作信息数据库的上述动作信息进行矫正时，参考由上 述矫正参数取得部取得的上述要矫正的参数的类别，上述动作矫正部仅对由上述要矫正的 参数的类别决定的上述矫正参数进行矫正。通过这样的构成，可以仅对由矫正参数指定的类别进行矫正。根据本发明的第13方式，提供第1方式记载的机器人手臂的控制装置，其中，还具 备取得要矫正的参数的类别的矫正参数类别取得部，上述要矫正的参数的类别是在对上述 动作信息进行矫正时，按方向的不同决定上述动作信息的位置、姿势和速度的至少1个以 上的类别，在上述动作矫正部对上述动作信息数据库的上述动作信息进行矫正时，参考由上 述矫正参数取得部取得的上述要矫正的参数的类别，上述动作矫正部仅对由上述要矫正的 参数的类别决定的上述矫正参数进行矫正。根据本发明的第14方式，提供第2方式记载的机器人手臂的控制装置，其中，还具 备取得要矫正的参数的类别的矫正参数类别取得部，上述要矫正的参数的类别是在对上述 动作信息进行矫正时，按方向的不同决定上述动作信息的上述力所涉及的信息的类别，在上述动作矫正部对上述动作信息数据库的上述动作信息进行矫正时，参考由上 述矫正参数取得部取得的上述要矫正的参数的类别，上述动作矫正部仅对由上述要矫正的 参数的类别决定的上述矫正参数进行矫正。根据本发明的第15方式，提供第4方式记载的机器人手臂的控制装置，其中，还具 备取得要矫正的参数的类别的矫正参数类别取得部，上述要矫正的参数的类别是在对上述 动作信息进行矫正时，对构成上述动作信息的上述动作的模板信息的各参数的类别进行决 定，在上述动作矫正部对上述动作信息数据库的上述动作信息进行矫正时，参考由上 述矫正参数取得部取得的上述要矫正的参数的类别，上述动作矫正部仅对由上述要矫正的 参数的类别决定的上述矫正参数进行矫正。根据本发明的第16方式，提供第13 15的任一方式记载的机器人手臂的控制装
16置，其中，上述动作矫正部对应于上述矫正参数的上述类别，对应于由上述力检测部检测出 的上述人力，按照约束上述机器人手臂的动作的方式对上述动作信息数据库的上述动作信 息进行矫正。通过这样的构成，可以对应于上述矫正参数的上述类别，对应于上述人力，约束机 器人手臂的动作。根据本发明的第17方式，提供第13 15的任一方式记载的机器人手臂的控制装 置，其中，还具备将上述动作信息和上述矫正参数的上述类别建立关联并作成的信息生成 部。通过这样的构成，可以将上述动作信息和上述矫正参数的上述类别建立关联而作 成。根据本发明的第18方式，提供第13 15的任一方式记载的机器人手臂的控制装 置，其中，具有在上述动作矫正部进行动作矫正时显示上述矫正参数的显示部。通过这样的构成，可以显示上述矫正参数。根据本发明的第19方式，提供第2方式记载的机器人手臂的控制装置，其中，还具 备在人直接把持上述机器人手臂来操作上述机器人手臂时切换成上述机器人手臂不会因 人的操作而移动接触的高刚性位置控制模式的控制部，在上述动作矫正部对上述动作信息中力的信息进行矫正时，从边以上述动作信息 的力按压对象物边进行控制的模式，变更为上述高刚性位置控制模式，对上述动作信息中 的力的信息进行矫正。通过这样的构成，根据上述动作信息数据库的信息，以位置控制和阻抗控制进行 动作当中，可以对应于上述人力利用低刚性的位置控制对上述动作信息数据库的上述动作 信息进行矫正。根据本发明的第20方式，提供第1或4方式记载的机器人手臂的控制装置，其中， 上述动作矫正部在边以上述位置控制部进行控制边使上述机器人手臂移动的中途，进行上 述动作信息的矫正时，切换成上述机器人手臂通过人的操作来移动这样的控制模式而进行 矫正。通过这样的构成，上述动作矫正部在根据上述动作信息数据库的信息以位置控制 进行动作当中，可以对应于上述人力利用阻抗控制对上述动作信息数据库的上述动作信息 进行矫正。根据本发明的第21方式，提供第1 4任一方式记载的机器人手臂的控制装置， 其中，还具备存储由上述动作矫正部矫正过的动作的动作存储部，上述动作存储部的存储开始时间，是在开始上述矫正后经过了某段时间之后开始 的。通过这样的构成，上述动作存储部的存储开始时间，可以在开始矫正经过某段时 间之后开始。根据本发明的第22方式，提供第3方式记载的机器人手臂的控制装置，其中，还具 备存储由上述动作矫正部矫正过的动作的动作存储部，上述动作存储部的上述存储开始时间，是在由上述力检测部检测出的上述人力达 到某阈值以上时开始的。
通过这样的构成，上述动作存储部的上述存储开始时间可以由上述人力来决定。根据本发明的第23方式，提供第3方式记载的机器人手臂的控制装置，其中，上述 动作信息取得部取得多个上述动作信息，还具备从由上述动作信息取得部取得的上述多个动作信息中、对应于由上述力检 测部检测出的上述人力来选择动作信息的动作选择部，上述动作矫正部对由上述动作选择部选择的上述动作信息进行矫正。通过这样的构成，上述人可以通过实际操作机器人手臂来简单选择想要选择的动
作fe息。根据本发明的第24方式，提供第3方式记载的机器人手臂的控制装置，其中，上述 矫正方法设定部对应于由上述力检测部检测出的人力来决定对上述动作信息进行矫正还 是不进行矫正的切换。通过这样的构成，可以简单设定对上述动作信息进行矫正还是不进行矫正的切换。根据本发明的第25方式，提供第1或2方式记载的机器人手臂的控制装置，其中， 具备在所述机器人手臂的周边存在的其他周边设备和取得作为所述周边设备所涉及的信 息的周边设备信息的周边设备信息取得部，上述动作矫正部，在对上述动作信息进行矫正 时，对上述周边设备进行控制。通过这样的构成，可以在上述动作信息的矫正过程中对周边设备进行控制。根据本发明的第26方式，提供一种对机器人手臂的动作进行控制的机器人手臂 的控制方法，其中，包括如下的步骤通过信息取得部从将与上述动作对应的、上述机器人手臂的位置、姿势和速度中 的至少1个以上以时间序列作为动作信息存储的动作信息数据库取得上述信息，同时利用 上述信息取得部取得人操作上述机器人手臂而对上述机器人手臂的上述动作进行矫正时 的上述机器人手臂的位置、姿势和速度中的至少1个以上的矫正动作信息，利用位置控制部来控制上述机器人手臂以便使其根据上述动作信息进行移动，在边用上述位置控制部进行控制边使上述机器人手臂移动的中途，对应于由上述 信息取得部取得的各个时间上的矫正动作信息，利用动作矫正部对上述动作信息进行矫 正，根据由上述动作矫正部矫正的上述动作信息，对上述机器人手臂的上述动作进行 控制。通过这样的构成，可以提供机器人手臂的控制方法即存储作为上述机器人手臂的 动作所涉及的信息的动作信息、检测出人力并对应于上述人力对上述动作信息进行矫正的 方法。根据本发明的第27方式，提供一种机器人，其中，具备上述机器人手臂、和对上述机器人手臂进行控制的第1 25中任意一种方式记载 的机器人手臂的控制装置。根据本发明的第28方式，提供一种对机器人手臂的动作进行控制的机器人手臂 的控制程序，用于使计算机执行如下的步骤，即通过信息取得部从将与上述动作对应的、上述机器人手臂的位置、姿势和速度中的至少1个以上以时间序列作为动作信息存储的动作信息数据库取得上述信息，同时利用 上述信息取得部取得人操作上述机器人手臂而对上述机器人手臂的上述动作进行矫正时 的上述机器人手臂的位置、姿势和速度中的至少1个以上的矫正动作信息，利用位置控制部来控制上述机器人手臂以便使其根据上述动作信息进行移动，在边用上述位置控制部进行控制边使上述机器人手臂移动的中途，对应于由上述 信息取得部取得的各个时间上的矫正动作信息，利用动作矫正部对上述动作信息进行矫 正，根据由上述动作矫正部矫正的上述动作信息，对上述机器人手臂的上述动作进行 控制。提供这样的构成，可以提供机器人手臂的控制程序，其中，具有如下所示的步骤 使用存储有上述机器人手臂的动作所涉及的信息的动作信息数据库，对应于所检测出的人 力对上述动作信息数据库的上述动作信息进行矫正。根据本发明的第29方式，提供一种对机器人手臂的动作进行控制的集成电子电 路，其中，具备信息取得部，其从将与上述动作对应的、上述机器人手臂的位置、姿势和速度中的 至少1个以上以时间序列作为动作信息而存储的动作信息数据库取得上述动作信息，同时 取得人操作上述机器人手臂而对上述机器人手臂的上述动作进行矫正时的上述机器人手 臂的位置、姿势和速度中的至少1个以上的矫正动作信息；位置控制部，其对上述机器人手臂进行控制以便使其根据上述动作信息进行移 动；和动作矫正部，其在边用上述位置控制部进行控制边使上述机器人手臂移动的中 途，对应于由上述信息取得部取得的各个时间上的矫正动作信息，对上述动作信息进行矫 正；根据由上述动作矫正部矫正的上述动作信息，对上述机器人手臂的上述动作进行 控制。通过这样的构成，可以提供一种机器人手臂控制用集成电子电路，其中，具有存储 有上述机器人手臂的动作所涉及的信息的动作信息数据库、和对应于由力检测部检测出的 人力对上述动作信息数据库的上述动作信息进行矫正的动作矫正部。以下，使用附图详细说明本发明的实施方式。(第1实施方式)首先，对本发明的第1实施方式中的具备机器人手臂的控制装置的机器人系统1 的构成进行说明。图1是表示本发明的第1实施方式中的具备机器人手臂5及其控制装置 70的机器人系统1的简图。如图1所示，机器人系统1的机器人手臂5，例如设置在家庭内的厨房或桌子等作 业台7的壁面7a，机器人手臂5的基端被在壁面7a固定的导轨8以可以移动的方式支承， 通过人4施加的力，可以使机器人手臂5在导轨8上在沿着导轨8的横向方向例如水平方 向上移动。上述机器人系统1是在家庭内进行机器人手臂5和人4协作而进行的作业、例如 使用机器人手臂5搅拌锅3中的食材的作业、或使用机器人手臂5擦去厨房的污渍的作业
19的机器人系统。将利用机器人系统1的锅3中的搅拌作业、或利用机器人系统1的IH烹调 电炉的顶板等的擦拭清除作业等利用机器人系统1的作业的操作步骤的一例示于图1。首先，人4直接把持或按压机器人系统1的机器人手臂5，由此人4向机器人手臂 5施加力。此外，通过由人4向机器人手臂5施加的力，使机器人系统1的机器人手臂5沿 着导轨8移动，由此将机器人手臂5引导至器具3的附近。接着，人4向机器人系统1的机器人手臂5的手指即前端的手30，安装用于搅拌作 业的勺子等器具9或用于擦拭清除作业的器具46 (参照第2实施方式的图14A)。接着，人4对在IH烹调电炉或燃气炉等烹调装置6的侧面等配置的、机器人系统 1的操纵盘13的按钮13a进行按压等，使用数据输入IF26，由此机器人手臂5工作，使预先 选择的作业、即搅拌作业或擦拭清除作业开始。以下，作为一例，首先对通过机器人手臂5 进行搅拌作业的情况进行说明。接着，在机器人手臂5通过由手30把持的勺子9在锅3中进行搅拌时，人4对锅 3中的食材的状态进行确认，人4对机器人手臂5施加力而进行搅拌的动作，由此利用通过 动作存储部15存储在动作信息数据库17中的信息，通过后述的动作选择部27选择最佳的 搅拌方法，按照在后述的显示部2显示的矫正步骤，人4直接把持或按压机器人系统1的机 器人手臂5，在想要矫正的方向上向机器人手臂5施加力，对机器人系统1的机器人手臂5 的动作进行矫正。导轨8配置于作业台7的壁面7a，在没有壁面的岛式厨房的情况下，可以设置在顶 棚面或岛式厨房的顶板侧面等适于作业的场所。进而，操纵盘13固定在烹调装置6的侧面，但也可以能远程操作的遥控来代替操 纵盘13。图2是表示构成机器人系统1的、作为控制对象的机器人手臂5、和机器人手臂5 的控制装置70的详细构成的图。机器人手臂5的控制装置70，如图2示出的详细构成那样， 具备控制装置主体部11、生成机器人手臂5的动作的动作生成装置12、和周边装置14。控制装置主体部11及动作生成装置12及周边装置14，作为一例，分别由普通的个 人计算机构成。控制装置主体部11构成为具有控制参数管理部21和控制部22。在控制部22和 控制参数管理部21之间，进行机器人手臂5的手指位置及力的信息等的输入输出。动作生成装置12构成为具有动作信息数据库17、动作选择部27、动作矫正部20、 矫正方法设定部23和动作存储部15。在动作矫正部20和控制参数管理部21之间，进行机 器人手臂5的手指位置及姿势、由人4施加的力的信息、动作指令等的输入输出，且从控制 参数管理部21将机器人手臂5的手指位置及姿势、由人4施加的力的信息等向动作存储部 15输出，且将机器人手臂5的手指位置及姿势、由人4施加的力的信息等向动作选择部27 输出。需要说明的是，图2A所示的动作矫正部20，如后所述具有从动作信息数据库17取 得由动作选择部27选择的动作信息的功能，但并不限于此，也可以使该功能从动作矫正部 20独立而作为第1信息取得部101进行设置。另外，图2A所示的控制参数管理部21，如后 所述具有取得机器人手臂5的手指位置及姿势、由人4施加的力的信息等动作信息的功能， 但并不限于此，也可以使该功能从控制参数管理部21独立而作为第2信息取得部102进行
20设置。此时，除了分开设置第1信息取得部101和第2信息取得部102的情况之外，如图2B 所示，可以为在1个的信息取得部100内具有第1信息取得部101和第2信息取得部102。 在图2B中，仅仅是具有信息取得功能的部分与图2A不同，功能本身是相同的，所以在以下 的说明中，作为代表例，根据图2A进行说明。周边装置14构成为具有数据输入IF (接口)26、输入输出IF (接口)24、电机驱动 器25和显示部2。从控制部22向输入输出IF24输出控制信号等控制信息。从动作矫正部 20向显示部2输出由动作信息数据库17存储的矫正参数等矫正信息及相当于动作ID的影 像或相片或文本，由显示部2对动作信息所记述的机器人手臂5的动作的影像或相片或文 本进行显示。输入输出IF24构成为具有与个人计算机的PCI总线等的扩展槽连接的、例如D/A 板和A/D板和计数器板等。输入输出IF24被输入机器人手臂5的各关节部的由后述的编 码器44输出的各关节角度信息及手30的由编码器61输出的角度信息而向控制部22输入， 另一方面，从控制部22向输入输出IF24进行控制信号等控制信息的输入，且向电机驱动器 25输出控制指令值等控制信息。电机驱动器25向机器人手臂5的各关节部的后述的电机 43及手30的电机62输出控制指令值等控制信息。为了控制机器人手臂5的动作，动作生成装置12、控制装置主体部11和周边装置 14的各自动作得到执行，机器人手臂5的各关节部的由后述的编码器44输出的各关节角度 信息，通过输入输出IF24的计数器板而被控制装置主体部11摄入，根据已摄入的各关节角 度信息，由控制装置主体部11算出各关节部的旋转动作中的控制指令值。已算出的各控制 指令值通过输入输出IF24的D/A板被提供给用于对机器人手臂5的各关节部进行驱动控 制的电机驱动器25，按照从电机驱动器25发送的各控制指令值，机器人手臂5的各关节部 的电机43被驱动。另外，作为经电机驱动器25被进行驱动控制的手驱动装置的一例，进而 在手30具备手驱动用的电机62和对手驱动用的电机62的旋转轴的旋转相位角进行检测 的编码器61，由编码器61检测的旋转角度信息，通过输入输出IF24的计数器板被控制装置 主体部11摄入，以已摄入的旋转角度信息为基础，通过控制装置主体部11的控制部22的 手控制部54(图示于图12)算出手30的开闭动作的控制指令值。所算出的控制指令值通 过输入输出IF24的D/A板被提供给也进行手30的开闭驱动的电机驱动器25，按照从电机 驱动器25发送的各控制指令值，对电机62的旋转进行驱动控制，使手驱动用的电机62的 旋转轴进行正反旋转，由此使手30进行开闭。就机器人手臂5而言，作为一例，是多关节机器人手臂，为6自由度的多连杆机械 手，具备上述手30、在前端具有安装有手30的手腕部31的前臂连杆32、前端以能旋转的 方式与前臂连杆32的基端连结的上臂连杆33、和以能旋转的方式连结支承上臂连杆33的 基端的台架部34。台架部34以能移动的方式与导轨8连结，但可以被固定在恒定位置。手 腕部31具有第4关节部38、第5关节部39、第6关节部40三个旋转轴，可以使手30相对 于前臂连杆32的相对姿势(朝向)发生变化。即，在图2A中，第4关节部38可以使手30 相对于手腕部31绕横轴的相对姿势发生变化。第5关节部39可以使手30相对于手腕部 31绕与第4关节部38的横轴正交的纵轴的相对姿势发生变化。第6关节部40可以使手 30相对于手腕部31绕与第4关节部38的横轴及第5关节部39的纵轴分别正交的横轴的 相对姿势发生变化。前臂连杆32的另一端，可以相对于上臂连杆33的前端，绕第3关节部
2137、即绕与第4关节部38的横轴平行的横轴旋转。上臂连杆33的另一端可以相对于台架 部34绕第2关节部36、即绕与第4关节部38的横轴平行的横轴旋转。进而，台架部34的 上侧可动部34a，可以相对于台架部34的下侧固定部34b，绕第1关节部35、即绕与第5关 节部39的纵轴平行的纵轴旋转。其结果，机器人手臂5可以绕总计6个轴旋转而构成上述6自由度的多连杆机械手。在构成各轴的旋转部分的各关节部，具备电机43之类的旋转驱动装置、和检测电 机43的旋转轴的旋转相位角(即关节角)的编码器44 (实际上配设在机器人手臂5的各 关节部的内部)。电机43(实际上配设在机器人手臂5的各关节部的内部)被在构成各关 节部的一对构件(例如转动侧构件、和支承该转动侧构件的支承侧构件)中的一方的构件 上具备的后述的电机驱动器25进行驱动控制。在各关节部的一方的构件上具备的电机43 的旋转轴与各关节部的另一方的构件连结，使上述旋转轴正反旋转，由此可以使另一方的 构件相对于一方的构件绕各轴旋转。41是相对于台架部34的下侧固定部34b而相对位置关系被固定的绝对坐标系， 42是相对于手30而相对位置关系被固定的手指坐标系。将从绝对坐标系41看到的手指坐 标系42的原点位置Oe (X，y，ζ)定义为机器人手臂5的手指位置，将从绝对坐标系41看到 的手指坐标系42的姿势用侧滚角、倾斜角和偏航角表现(Φ，θ，ψ)并定义为机器人手臂
5的手指姿势，将手指位置及姿势矢量定义为矢量Γ=[Χ,γ，ζ，φ,θ,Ψ]Τ。由此，作为一例，优选
为第1关节部35的纵轴能平行于绝对坐标系41的ζ轴，第2关节部36的横轴能平行于χ 轴。另外，优选第6关节部40的横轴能平行于手指坐标系42的χ轴，第4关节部38的横 轴能平行于y轴，第5关节部39的纵轴能平行于ζ轴。需要说明的是，将相对于手指坐标 系42的χ轴的旋转角设为偏航角Ψ，将相对于y轴的旋转角设为倾斜角θ，将相对于ζ轴 的旋转角设为侧滚角φ。在对机器人手臂5的手指位置和姿势进行控制的情况下，使手指位 置及姿势矢量r随动于由后述的目标轨道生成部55生成的手指位置及姿势目标矢量rd。26是数据输入IF (接口)，是人4使用键盘、鼠标或话筒等输入装置而向矫正方法 设定部23输入后述的动作信息或用于输入或变更矫正的参数的类别的矫正方法设定信息 的接口。另外，数据输入IF26可以使用图1的操纵盘13的按钮13a等输入装置，从人4针 对矫正方法设定部23接受控制动作开始及结束的指令。作为按钮13a、例如作为钮子开关， 可以由1个按钮分别输入控制动作开始及控制动作结束，也可以分开设定控制动作开始按 钮和控制动作结束按钮。2是显示部，是在例如机器人手臂5或作业台7的侧面设置的显示装置，对后述的 动作信息或矫正的参数的类别等进行显示。动作信息数据库17通过动作存储部15存储有机器人手臂5的、某时刻的手指位 置及姿势等动作所涉及的信息(动作信息)。由此，动作信息数据库17，在其与动作选择部 27之间进行动作信息的输入输出，且在其与动作矫正部20之间进行动作信息的输入输出， 通过动作存储部15输入各种动作信息并存储。接着，对动作信息数据库17的详细内容进行说明。动作信息数据库17，例如通过动作存储部15存储有图3所示的机器人手臂5的 动作所涉及的信息。作为动作所涉及的信息的具体例，构成为包括对作业进行识别的作业
22ID编号(参照图3的“作业ID”栏)、对该作业中的每个动作进行识别的动作ID编号(参 照图3的“动作ID”栏)、该动作中的机器人手臂5的手指位置及姿势所涉及的信息(参照 图3的“位置姿势”栏)、表示机器人手臂5的手指位置及姿势的参数中的任意信息有效的 标志所涉及的信息(参照图3的“标志”栏)、表示手30是否开闭的手开闭状态的信息(参 照图3的“手”栏)、各动作作用的时间所涉及的信息(参照图3的“时间”栏)、由后述的 动作矫正部20对动作信息数据库17的动作信息进行矫正时应该矫正的参数的类别所涉及 的信息(参照图3的“矫正参数”栏)、和表示由后述的动作选择部27选择的机器人手臂5 的动作是否处于当前执行中的进程信息(参照图3的“进程信息”栏)。在这里，作业ID是 用于识别作业所涉及的信息的符号，动作ID是用于动作所涉及的信息识别的符号。图3的动作信息数据库17的“位置姿势”即手指位置及姿势所涉及的信息，表示 上述的机器人手臂5的手指位置及姿势，从原点位置Oe的坐标及姿势示为(χ，γ，ζ，φ，θ,ψ)。图3的动作信息数据库17的“标志”所涉及的信息，是表示以各“动作ID”所示的 动作信息为基础的机器人手臂5的手指位置及姿势中的任意信息有效的值，具体由图4所 示的32位的数值表示。在图4中，就各自的位而言，将手指位置及姿势各自的值有效的情 况设为“1”，将手指位置及姿势的各自的值无效的情况设为“0”。例如，就第0位而言，将机 器人手臂5的手指位置的χ坐标的值有效的情况设为“1”，将手指位置的χ坐标的值无效 的情况设为“0”，就第1位而言，将机器人手臂5的手指位置的y坐标的值有效的情况设为 “1”，将手指位置的y坐标的值无效的情况设为“0”，就第2位而言，将机器人手臂5的手指 位置的ζ坐标的值有效的情况设为“1”，将手指位置的ζ坐标的值无效的情况设为“0”，依 次地，就第3、4、5位而言，分别表示姿势的φ、θ、ψ的有效性(即，在有效的情况设为“1”， 在无效的情况设为“0”)。另外，标志所涉及的信息为了将来可以扩展准备多些位(32位)， 在该例中，不使用第7位 第31位，所以事先放入“0”。但是，作为标志，可以为仅能储存6 位的变量。在图4中，第0位 第2位成为“1”，所以表示动作信息中仅χ、y、ζ信息有效， 第3位 第5位成为“0”，所以对于动作信息中的φ、θ、ψ的值，无论存储什么样的值都是 无效的。图3的动作信息数据库17的手30是否开闭的“手”所涉及的信息，作为表示机器 人手臂5的动作中的手30的有无开闭的标志，在手30打开的情况下记载为“0”，在手30闭 合的情况下记载为“1”。图3的动作信息数据库17的“时间”所涉及的信息，是用于执行机器人手臂5的 各动作的时间，表示花费作为该“时间”所涉及的信息而存储的时间进行在该“动作ID”中 存储的动作。即，不是表示绝对时刻，而是表示自先前的动作起的相对时间。即，表示机器 人手臂5的手30向“动作ID”所示的位置及姿势移动的时间。图3的动作信息数据库17的“矫正参数标志”所涉及的信息，是表示后述的动作 矫正部20对哪一参数进行矫正的信息。具体用图5所示的32位的数值表示。在图5中， 就各自的位而言，将能对手指位置及姿势的各自的值进行矫正的情况设为“ 1 ”，将不能对手 指位置及姿势的各自的值进行矫正的情况设为“0”。例如，就第0位而言，将能对手指位置 的χ坐标的值进行矫正的情况设为“ 1 ”，将不能对手指位置的χ坐标的值进行矫正的情况设 为“0”，就第1位而言，将能对手指位置的y坐标的值进行矫正的情况设为“1”，将不能对手 指位置的y坐标的值进行矫正的情况设为“0”，就第2位而言，将能对手指位置的ζ坐标的
23值进行矫正的情况设为“1”，将不能对手指位置的ζ坐标的值进行矫正的情况设为“0”，依 次地第3、4、5位分别表示姿势的φ、θ、ψ的矫正可能性(S卩，将能矫正的情况设为“1”，将 不能矫正的情况设为“0”)。矫正参数标志，仅是动作信息数据库17的”标志”有效的参数 为有效，关于“标志”无效即被设定为“0”的参数，对矫正参数标志设定“ 1，，的情况，看作是 设定为“0”。另外，矫正参数标志为了将来可以扩展准备多些位(32位)，在该例中，由于不 使用第7位 第31位，所以事先放入“0”，但可以为仅能储存6位的变量。“进程信息”为表示是否是当前执行中的机器人手臂5的动作的信息的标志，通过 动作存储部15，在动作信息数据库17中将执行中的动作的情况存储为“1”，将不是执行中 的动作的情况存储为“0”。具体而言，人4使机器人手臂5进行想要选择的机器人手臂5 的动作，根据通过动作存储部15在动作信息数据库17中存储的信息，由动作选择部27选 择想要作业的作业。此外，如果开始所选择的作业，关于该作业的各动作中当前执行中的动 作，通过动作存储部15在动作信息数据库17存储为“ 1 ”，关于未动作的动作，通过动作存储 部15在动作信息数据库17存储为“0”。图2Α的27是动作选择部，根据人向机器人手臂5施加力时的机器人手臂5的手指 位置和此时的时刻，抽取在动作进行控制数据库17中存储的动作中的机器人手臂5的手指 位置和此时的时刻相一致的动作或类似的动作(虽不完全一致，但两者的差在允许范围内 的动作)，由此从控制数据库17的动作中选择人4想使机器人手臂5进行的动作。为此，从 控制参数管理部21向动作选择部27输入机器人手臂5的手指位置及姿势、由人4施加的 力的信息等，在动作选择部27与动作进行控制数据库17之间进行机器人手臂5的手指位 置及姿势的信息等的输入输出。通过动作选择部27从动作信息数据库17的作业一览选择 含有上述所选择的动作的作业，通过动作选择部27对所选择的作业中当前在执行的动作 的“动作ID”所关连的“进程信息”设定“1”，关于其他动作的“动作ID”，由动作选择部27 设定“0”。具体而言，人4直接把持机器人手臂5使机器人手臂5动作，从而使想要动作的 运动得以执行，此时，如图6所示，将人4向机器人手臂5施加力时的机器人手臂5的手指 位置和此时的时刻建立对应，通过动作存储部15存储在动作信息数据库17。接着，通过动 作选择部27按照时间序列对预先存储在动作信息数据库17中且所有的机器人手臂5的动 作所涉及的机器人手臂5的手指位置及姿势的信息、和人4施加力时如图6所示在动作信 息数据库17中存储的机器人手臂5的手指位置及姿势的信息进行比较，当人4施加力时的 机器人手臂5的手指位置及姿势的信息与在动作信息数据库17中预先存储的机器人手臂5 的、某动作所涉及的机器人手臂5的手指位置及姿势的信息的差在预先规定的误差范围内 时，由动作选择部27判断为两者已经一致，由动作选择部27选择由判断为已经一致的动作 构成的作业，作为人4想使机器人手臂5动作的作业。与此相对，如果动作选择部27判断 为没有一致，由动作选择部27选择默认的作业(例如，“作业ID”的编号为“1”的作业)。 由动作选择部27选择的“作业ID”的作业的全部动作，从“动作ID”的编号小的动作开始 顺次执行，直至执行至最后的动作时，返回至该“作业ID”的最前头的“动作ID”的动作，反 复执行一系列的动作。动作信息数据库17的位置和姿势和时间的信息，例如如图7所示，人4直接把持 机器人手臂5，以后述的阻抗控制模式，通过人4使机器人手臂5移动，在该移动期间，在每 某恒定时间(例如每0. 2msec)取得机器人手臂5的手指位置及姿势的信息，与时间一起通过动作存储部15存储在动作信息数据库17中，由此作成。23是矫正方法设定部，对基于后述的动作矫正部20的机器人手臂5的动作信息的 矫正方法进行设定。从数据输入IF26向矫正方法设定部23输入矫正方法的设定信息等，在 动作矫正部20和矫正方法设定部23之间，进行有无矫正的信息(例如，有无矫正的标志) 的输入或输出。从动作矫正部20向显示部2输出矫正参数等动作信息所涉及的矫正信息 等。具体而言，在人4的力已施加给机器人手臂5的情况下，借助数据输入IF26并通过矫 正方法设定部23设定是对机器人手臂5的动作进行矫正还是不进行矫正的有无矫正的信 息(例如，有无矫正的标志)。即，在矫正的情况下，通过矫正方法设定部23将有无矫正的 标志设成“1”，在不矫正的情况下，通过矫正方法设定部23将有无矫正的标志设成“0”。通 过该设定，当机器人手臂5在动作中发生人4误将力施加给机器人手臂5时，如果通过矫正 方法设定部23将有无矫正的标志设成“0”，则在以后述的位置控制模式使机器人手臂5动 作时，可以无需错误矫正机器人手臂5的动作，而使机器人手臂5的动作继续。需要说明的是，就各自的设定而言，可以通过数据输入IF26由人4直接输入有无 矫正的标志之类的有无矫正的信息等设定信息，还可以在机器人系统出厂时制造商等预先 设定有无矫正的标志之类的有无矫正的信息等。20是动作矫正部，具备如下所示的功能，即用动作信息数据库17的位置和姿势和 时间的信息，以后述的位置控制模式在机器人手臂5的动作中由人4向机器人手臂5施加 力，由此可以通过动作矫正部20对动作信息数据库17的机器人手臂5的动作信息进行矫 正。以下，对动作矫正部20的功能进行说明。人4如前所述通过动作选择部27从动作信息数据库17的“作业ID”中选择想使 机器人手臂5执行的作业，通过动作矫正部20进行动作开始的指示。即，动作矫正部20将 选自动作信息数据库17中的“作业ID”的作业的动作信息(具体而言，为位置的信息和姿 势的信息和时间的信息)，为了按后述的位置控制模式进行动作，向后述的控制参数管理部 21发出指令。控制参数管理部21接受来自动作矫正部20的指令，为了以位置控制模式进 行搅拌动作而向控制部22发出指令时，在控制部22的控制下，如图8 (a)所示，机器人手臂 5开始搅拌动作。在使用机器人手臂5进行锅3中的上侧部分的搅拌动作时，人4确认锅3中的食 材的状况等，如图8(c)所示，在稍微擦蹭锅3的底的方式想要搅拌锅3中的底侧部分时，以 进行机器人手臂5的动作的矫正的情况为例，以下对矫正动作进行说明。人4使用键盘等，输入有矫正的信息，借助数据输入IF26，用矫正方法设定部23将 动作信息数据库17中的、该动作所涉及的有无矫正的标志从“0”变更为“1”。接着，动作矫正部20接受从矫正方法设定部23输出的有无矫正的标志“ 1”的信 息，为了按照后述的混合阻抗控制模式(一边以位置控制模式使其移动、一边沿着已由力 检测部53检测出人力的方向通过阻抗控制使其移动的模式)进行动作，而向控制参数管理 部21发出指令。控制部22接受来自控制参数管理部21的混合阻抗控制模式的动作指令， 借助输入输出IF24，从电机驱动器25向电机43及62输入控制指令值，机器人手臂5开始 混合阻抗控制模式的动作。接着，为了对机器人手臂5的动作进行矫正，如图8(b)所示，并非人4直接把持机
25器人手臂5用机器人手臂5的手30所把持的勺子9搅拌锅3中的上侧的部分的动作，而是 人4向机器人手臂5施加向下的力以便用勺子9搅拌锅3中的底侧部分，此时通过混合阻 抗控制模式，以位置控制模式使机器人手臂5动作，同时通过后述的力检测部53检测人4 的力，沿着人4向机器人手臂5施加力的方向使机器人手臂5通过阻抗控制在ζ轴方向上 移动，如图8(c)所示可以对搅拌动作进行矫正。需要说明的是，在该例中，是仅在ζ轴方向上对机器人手臂5的动作进行了矫正的 情况，所以仅使在动作信息数据库17中存储且如图5所示的矫正参数标志的第2位为“1” 之类的指令，借助数据输入IF26及矫正方法设定部23从动作矫正部20向控制参数管理部 21发出，由此可以设成仅在ζ轴方向上通过阻抗控制使机器人手臂5动作。如上所述，在人4把持机器人手臂5并向下对机器人手臂5施加力而使机器人手 臂5以Δζ的量在ζ轴方向上移动的情况下，Δ ζ的值作为ζ轴方向的矫正值，经由控制部 22和控制参数管理部21向动作矫正部20发送。在动作矫正部20，当从矫正方法设定部23 向动作矫正部20输入的有无矫正的标志为“1”时，从上述已选择的“作业ID”的作业的动 作信息的全部ζ坐标的值减去ΔΖ，将已矫正的动作信息从动作矫正部20向控制参数管理 部21发送。为了利用经Δ ζ量矫正的坐标进行动作，控制参数管理部21向控制部22发出 指示。与此相对，矫正成如图8(c)那样的锅3的底的搅拌动作。接着，将减去了 Δζ的动 作信息从动作矫正部20向后述的动作存储部15发送，通过动作存储部15在动作信息数据 库17存储。综上，动作矫正部20可以通过动作信息数据库17的位置和姿势和时间的信息，在 以位置控制模式进行动作的状态下，切换成混合阻抗控制模式，通过人4向机器人手臂5施 加力，可以按照不同方向(例如，相互正交的3个方向(例如，x、y、z轴方向))对预先生成 的位置及姿势进行矫正。另外，在显示部2，如图9的A及B所示，将显示部2分成左右2个画面进行显示， 在左侧的画面(参照图9的A)，以动作信息所记述的机器人手臂5的动作的影像或相片或 文本进行表示。进而，在右侧的画面(参照图9的B)，用影像或相片或文本显示能对哪一 参数进行矫正。在该例中，用矫正参数标志设成机器人手臂5仅在ζ轴方向上动作，所以显 示用手从上方向机器人手臂5施加力而对机器人手臂5的动作进行矫正的影像或相片。另 外，显示部2在用动作选择部27进行作业切换时，对应于已切换的作业，切换显示的内容。 需要说明的是，在该例中，是对影像或相片或文本进行显示，但也可以是对动作进行说明的 声音等。15是动作存储部，在动作信息数据库17中存储已矫正的动作信息。从动作矫正部 20向动作存储部15输入已矫正的动作信息，从控制参数管理部21输入机器人手臂5的手 指位置及姿势和人4施加的力的信息。如上所述，在动作矫正部20，人4把持机器人手臂5 并向机器人手臂5施加力，对机器人手臂5的动作进行矫正，在人4开始向机器人手臂5施 加力之后，直到机器人手臂5的动作稳定为止，会花费某恒定时间。为此，在动作存储部15， 人4开始向机器人手臂5施加力，经过了某恒定时间(例如3秒后)之后(将其称为“存储 开始时间”。)，直到从矫正方法设定部23向动作存储部15输入的有无矫正的标志切换成 “0”为止，或者，人4施加给机器人手臂5且由力检测部53检测出的力的值成为阈值以下的 时点为止的机器人手臂5的动作被存储。需要说明的是，存储开始时间可以是常数值，或者存储开始时间在如图10所示以人4向机器人手臂5施加的力为纵轴且以时间为横轴时的 曲线图中是人向4机器人手臂5施加的力达到恒定的时间。接着，对控制参数管理部21的详细内容进行说明。控制参数管理部21根据动作矫正部20的指示进行如下所示的设定，即以机器人 手臂5的动作模式、即在位置控制模式和阻抗控制模式和混合阻抗控制模式3个模式之间 切换模式的设定；阻抗控制模式时及混合阻抗控制模式时的机械阻抗设定值的设定；由后 述的混合阻抗计算部51输出的手指位置及姿势目标矫正输出Γ(1Δ的设定；和向目标轨道生 成部55的动作信息的设定。进而，将从控制部22向控制参数管理部21输入的机器人手臂 5的手指位置及力的信息等，从控制参数管理部21通知给动作矫正部20。位置控制模式，是根据后述的目标轨道生成部55的手指位置及姿势目标矢量指 令使机器人手臂5工作的模式，具体而言，是搅拌作业或擦拭清除作业等作业时使机器人 手臂5动作的模式。阻抗控制模式，是对应于由力检测部53检测且从人4等施加给机器人手臂5的力 使机器人手臂5工作的模式，例如，如图7所示，是在人4直接把持机器人手臂5且人4将 机器人手臂5引导至作业场所的情况下使机器人手臂5动作的模式。混合阻抗控制模式，是机器人手臂5正以位置控制模式进行动作的过程中，从人4 等向机器人手臂5施加的力被力检测部53检测出，对应于由力检测部53检测出的力使机 器人手臂5工作的模式，例如，是在搅拌等作业中由人4直接把持机器人手臂5且对机器人 手臂5的动作进行矫正时机器人手臂5动作的模式。例如，在机器人手臂5进行如图8(a)所示的搅拌作业的情况下，人4确认锅3中 的食材的状况，在人4想要矫正机器人手臂5的动作以便对锅3中的底侧部分进行搅拌的 情况下，控制参数管理部21从动作矫正部20向控制部22输出将位置控制模式切换成混合 阻抗控制模式的指令。其结果，利用位置控制模式，在搅拌作业过程中，如图8(b)所示，人4把持机器人 手臂5以混合阻抗控制模式对机器人手臂5施加向下的力，由此，利用位置控制模式，可以 边对锅3中进行搅拌，边矫正成如图8(c)所示对锅3中的底侧部分进行搅拌的动作。进而，人4在机器人手臂5以混合阻抗控制模式进行动作的过程中，对应于矫正的 参数，变更机械阻抗参数或由阻抗计算部51输出的手指位置及姿势目标矫正输出rd,的设 定。作为机械阻抗设定值的设定参数，有惯性M、粘性D和刚性K。机械阻抗设定值的 各参数的设定使用矫正值，根据以下的评价式进行。M = KMX (矫正值)· · · ·式(3)D = KDX (矫正值)· · · ·式(4)K = KKX (矫正值)· · · ·式(5)上述式(3) 式(5)中的KM、KD、KK分别是增益，分别为某8常数值。控制参数管理部21向控制部22输出根据上述式(3) 式(5)计算出的机械阻抗 参数的惯性M、粘性D和刚性K。通过上述式(3) 式(5)，例如在针对如图8(b)所示人4使用由机器人手臂5的 手30把持的勺子9对锅3中的上侧部分进行搅拌的动作，想要将机器人手臂5的动作矫正
27成对锅3中的底侧部分进行搅拌的动作时，如果机器人手臂5的ζ轴以外的轴的位置成分 及姿势成分简单运动，则机器人手臂5的动作的矫正作业变得难以进行。因此，通过控制参 数管理部21，仅对机器人手臂5的ζ轴以外的轴的位置成分及姿势成分将上述的矫正值设 定得较高(具体而言，例如上述的矫正值的约10倍)，由此设成机器人手臂5的粘性D及刚 性K增大，机器人手臂5的运动产生抵抗感或生硬感，机器人手臂5变得难以运动。或者，作为其他方法，有使从阻抗计算部51输出的手指位置及姿势目标矫正输出 rd.的各成分中ζ轴以外的值全部为0的方法。由此，ζ轴以外无法通过人4的力进行移动， 所以可以防止误操作。进而，如上所述，有必要从控制参数管理部21向动作选择部27、动作存储部15和 动作矫正部20，通知机器人手臂5的手指位置及姿势、和人4施加的力的信息。为此，在控 制参数管理部21从控制部22接受机器人手臂5的手指位置及力的信息时，控制参数管理 部21向动作选择部27、动作存储部15和动作矫正部20进行这些信息的通知。另外，将从 动作矫正部20向控制参数管理部21输入的、位置及姿势和时间等动作信息，从控制参数管 理部21通知给控制部22。关于以上的动作矫正部20、动作选择部27、矫正方法设定部23、动作存储部15、动 作信息数据库17和控制参数管理部21的动作步骤，根据图11的流程图进行说明。首先，通过人4实际把持机器人手臂5而使机器人手臂5移动，人4使机器人手臂 5进行搅拌作业的动作。于是，此时的机器人手臂5的手指位置及姿势的信息被动作存储部 15存储在动作信息数据库17中。接着，动作选择部27对此次在动作信息数据库17中存 储的机器人手臂5的手指位置及姿势的信息、和预先在动作信息数据库17中存储作业的各 自的动作的机器人手臂5的手指位置及姿势的信息进行比较，选择一致或在允许范围内类 似的机器人手臂5的手指位置及姿势的信息相关连的动作。此外，通过动作选择部27从预 先在动作信息数据库17中存储的作业的一览中选择包括该动作的作业，通过动作选择部 27对动作信息数据库17的进程信息设定当前的作业(步骤S40)。在上述作业的一览中， 例如列出多个搅拌作业(具体而言，快速搅拌的作业、慢慢搅拌的作业、在同一旋转方向上 搅拌的作业、在正反两个旋转方向上搅拌的作业等)，除了从其中选择一致的作业的情况之 外，在上述作业的一览中列出不同种类的作业、例如搅拌作业和擦拭清除作业，考虑从其中 选择一致的作业选择的情况。接着，当对动作信息数据库17的进程信息设定当前的作业时，动作矫正部20为了 使机器人手臂5以阻抗控制模式进行动作，向控制参数管理部21发出动作指令，设成阻抗 控制模式，人4把持机器人手臂5将其引导至锅3的附近(步骤S41)，用数据输入IF26对 矫正方法设定部23进行搅拌作业开始的指令。从矫正方法设定部23经由控制参数管理部 21进一步向控制部22发送上述指令。接着，当将从上述矫正方法设定部23向控制参数管理部21输入的、搅拌作业开始 的指令通知给控制部22时，通过控制部22开始利用位置控制模式的搅拌动作(步骤S42)。接着，用矫正方法设定部23设定矫正方法。具体而言，借助数据输入IF26及矫正 方法设定部23，在动作信息数据库17中，用矫正方法设定部23进行将有无矫正的标志的 信息从“0”设成“1”、使矫正开始等设定(步骤S43)。在设成有矫正的情况(有无矫正的 标志被从“0”设成“1”的情况)下，动作矫正部20接受从矫正方法设定部23输出的有无
28矫正的标志“1”的信息，为了以混合阻抗控制模式进行动作而向控制参数管理部21发出指 令，设成混合阻抗控制模式(步骤S44)。控制部22接受来自控制参数管理部21的混合阻 抗控制模式的动作指令，借助输入输出IF24从电机驱动器25向电机43及62输入控制指 令值，机器人手臂5开始按照混合阻抗控制模式的动作。需要说明的是，在设为无矫正的情 况下(有无矫正的标志为“0”而未被变更的情况、或者有无矫正的标志被从“1”设成“0” 的情况)下，动作矫正部20为了按照位置控制模式进行动作而向控制参数管理部21发出 指令，设成位置控制模式，然后，使机器人手臂5以无矫正且按照位置控制模式进行动作。接着，为了按照矫正参数对混合阻抗控制模式时的利用阻抗控制模式的动作进行 约束，进行阻抗参数的设定或由阻抗计算部51输出的手指位置及姿势目标矫正输出Γ(1Δ的 设定(步骤S45)。上述阻抗参数的设定，如上所述借助数据输入IF26及矫正方法设定部 23，从动作矫正部20向控制参数管理部21输入将想要矫正的矫正参数标志“1”之类的指 令。另外，在进行由阻抗计算部51输出的手指位置及姿势目标矫正输出Γ(1Δ的设定时，如 后所述，对应于从控制参数管理部21向阻抗计算部51输入的、矫正的参数，变更从阻抗计 算部51向位置误差计算部80输出的手指位置及姿势目标矫正输出的设定。接着，人4把持机器人手臂5，在想要矫正的方向上人4向机器人手臂5施加力，由 此动作矫正部20对动作信息数据库17的动作信息进行矫正(步骤S46)。接着，由动作矫正部20矫正的动作信息，通过动作存储部15存储在动作信息数据 库17中(步骤S47)。图12是表示位置控制模式、阻抗控制模式和混合阻抗控制模式时的控制部22的 框图。控制部22对机器人手臂5的机械阻抗的值进行控制，使其成为根据由控制参数管理 部21设定的惯性M、粘性D和刚性K的设定值而设定的机器人手臂5的机械阻抗设定值。接着，利用图12说明控制部22的详细内容。从机器人手臂5输出通过各自的关 节部的编码器44测量的关节角的当前值(关节角度矢量)矢量q = [Ql, q2，q3，q4，q5，q6] T，通过输入输出IF24摄入到控制部22。不过，^2 分别是第1关节部35、第 2关节部36、第3关节部37、第4关节部38、第5关节部39、第6关节部40的关节角度。55是目标轨道生成部，在位置控制模式及混合阻抗控制模式时，从由动作矫正部 20生成且借助控制参数管理部21输入到目标轨道生成部55的动作信息，通过目标轨道生 成部55生成成为目标的手指位置及姿势目标矢量rd。具体而言，从动作矫正部20借助控 制参数管理部21将动作信息输入到目标轨道生成部55时，用于实现成为目标的机器人手 臂5的动作的手指位置及姿势目标矢量rd，从目标轨道生成部55被输出到位置误差计算部 80。成为目标的机器人手臂5的动作，对应于目的作业，从动作矫正部20提供各自的以时 间(t = 0、t =、、t = ν ...)计的各点的位置及姿势(rdQ、rdl、rd2、...),目标轨道生成 部55使用多项式插值，对各点间的轨道进行插值，生成手指位置及姿势目标矢量rd。在阻 抗控制模式时，将切换成阻抗控制模式切换时的机器人手臂5的手指位置，作为成为目标 的手指位置及姿势目标矢量rd而输出。进而，通过动作信息数据库17的“手”的开闭标志， 向后述的手控制部54发出手30的开闭指令。54是手控制部54，通过从目标轨道生成部55输入的开闭标志，借助输入输出IF24 向机器人手臂5发出指令以使手30开闭。53是力检测部，检测出通过人4等和机器人手臂5的接触而施加给机器人手臂5的外力。力检测部53借助输入输出IF24摄入由电机驱动器27的电流传感器测量的、流过 对机器人手臂5的各关节部进行驱动的电机43的电流值i = [ii; i2, i3，i4，i5，i6]T，另夕卜， 借助输入输出IF24摄入关节角的当前值q，同时摄入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uqe。力检测部53作为观测器发挥功能，通过以上的电流值i、关节 角的当前值q和关节角度误差补偿输出U-算出因施加给机器人手臂5的外力而在各关节 部发生的转矩、T。此外，通过Frait = Jv(q)_T、xt-
T换算成机器人手臂5的手指中 的等效手指外力Frart，将该等效手指外力Frait向阻抗计算部51输出。在这里，Jv(q)是满足 下式的雅可比矩阵。 不过，V= [vx, vy, νζ, ωχ，coy，ω Jt，(νχ, Vy, νζ)是手指坐标系 42 的机器人手臂 5 的手指的平移速度，(ωχ，coy，ωζ)是手指坐标系42的机器人手臂5的手指的角速度。另 外，m是用手30把持的把持物体的重量，g是重力加速度。把持物体的重量m的值可以在保 持该物体之前，由人4借助输入输出IF24输入到力检测部53。另外，通过机器人手臂5的 手30实际进行物体的把持，也可以根据此时的力检测部53的等效手指外力Fext的估计结 果算出把持物体的重量m的值。阻抗计算部51是发挥下述功能的部分，即实现将机器人手臂5的机械阻抗的值控 制成上述机器人手臂5的机械阻抗设定值的功能，从控制参数管理部21输入位置控制模式 或阻抗控制模式或混合阻抗控制模式的信息，并且输入由目标轨道生成部55输出的手指 位置及姿势目标矢量rd、作为由控制参数管理部21预先设定的阻抗参数的惯性M和粘性 D和刚性K、关节角的当前值q、和由力检测部53检测出的外力Fext。在利用控制参数管理 部21切换成位置控制模式时，从阻抗计算部51输出0。另一方面，在利用控制参数管理部 21切换成阻抗控制模式或混合阻抗控制模式时，根据作为由控制参数管理部21预先设定 的阻抗参数的惯性M和粘性D和刚性K、关节角的当前值q、和由力检测部53检测出的外力 Frait，利用阻抗计算部51，按照以下的式(6)计算用于实现将机器人手臂5的机械阻抗的值 控制成上述机器人手臂5的机械阻抗设定值的手指位置及姿势目标矫正输出rd,，将经计 算求出的手指位置及姿势目标矫正输出rd,向位置误差计算部80输出。手指位置及姿势 目标矫正输出，通过位置误差计算部80与由目标轨道生成部55输出的手指位置及姿势 目标矢量rd相加，生成手指位置及姿势矫正目标矢量i^。不过，在混合阻抗控制模式时，在 对应于矫正参数对机器人手臂5的动作进行约束的情况下，例如，为了使机器人手臂5仅在 ζ轴运动，利用阻抗计算部51将手指位置及姿势目标矫正输出rd,的ζ成分以外的成分设 成0。rdA =WM+sD+KyxFat ‘ · · ·式(6)其中，
30
s是拉普拉斯算子。58是正运动学计算部，来自机器人手臂5的通过各自的关节部的编码器44测量的 作为关节角的当前值q的关节角度矢量q，借助输入输出IF24被输入到正运动学计算部，利 用正运动学计算部58，从机器人手臂5的关节角度矢量q进行向手指位置及姿势矢量r变 换的几何科学计算，将手指位置及姿势矢量r向目标轨道生成部55及位置误差计算部80 分别输出。56是位置误差补偿部，利用位置误差计算部80，求出通过正运动学计算部58从在 机器人手臂5测量的关节角度矢量q计算出的手指位置及姿势矢量r、与手指位置及姿势 矫正目标矢量I^dffl的误差re,然后该误差被输入到位置误差补偿部56，从正运动学计算部 58向近似逆运动学计算部57输出位置误差补偿输出uM。利用近似逆运动学计算部57，根据向位置误差补偿部56输入的位置误差补偿输 出Um和在机器人手臂5处测量的关节角度矢量q，通过近似式u。ut = ^(Q)-1Uin，进行逆运 动学的近似计算。不过，Jjq)是满足下述关系的雅可比矩阵，r = Jr(q)qUin是向近似逆运动学计算部57的输入，u。ut是向近似逆运动学计算部57的输出， 如果将输入Uin作为关节角度误差。按照qe = Jr(Q)^re的方式成为从手指位置及姿势误 差re向关节角度误差qe的变换式。因此，从位置误差补偿部56向近似逆运动学计算部57 输入位置误差补偿输出u,e时，作为来自近似逆运动学计算部57的输出，借助输入输出IF24 从近似逆运动学计算部57向机器人手臂5的电机驱动器25输出用于对关节角度误差qe进行补偿的关节角度误差补偿输出关节角度误差补偿输出Utie,借助输入输出IF24的D/A板，作为电压指令值被提供 给机器人手臂5的电机驱动器25，通过各电机43对各关节部进行正反旋转驱动，使机器人 手臂5进行动作。关于如上所示构成的控制部22，对机器人手臂5的阻抗控制动作的原理进行说明。阻抗控制动作(混合阻抗控制也一样)的基本是利用位置误差补偿部56的手指 位置及姿势误差re的反馈控制(位置控制)，用虚线包围且由参照符号59表示的部分成为 位置控制部59。作为位置误差补偿部56，例如，如果使用PID补偿器，利用位置控制部59的 控制进行工作以使手指位置及姿势误差re收敛成0，可以实现成为目标的机器人手臂5的 阻抗控制动作。在利用控制参数管理部21切换成阻抗控制模式或混合阻抗控制模式切换的情况 下，对于上述已说明的位置控制部59，来自阻抗计算部51的手指位置及姿势目标矫正输出 rd.被位置误差计算部80施以加法运算，进行手指位置及姿势的目标值的矫正。为此，就上 述的位置控制部59而言，手指位置及姿势的目标值仅稍稍与原本的值稍有偏差，其结果， 将上述机器人手臂5的机械阻抗的值控制成上述经适当设定的设定值的动作得以实现，可 以对位置控制部59的位置控制动作进行矫正。手指位置及姿势目标矫正输出通过式 (6)算出，所以将上述机器人手臂5的惯性M和粘性D和刚性K的机械阻抗的值控制成上述 经适当设定的设定值的动作得以实现。关于基于以上原理的控制程序的实际动作步骤，根据图13的流程图进行说明。机器人手臂5的关节部的由各编码器44测量的关节角度数据(关节变量矢量或 关节角度矢量q)，从编码器44，借助输入输出IF24，被控制装置主体部11的控制部22摄入 (步骤Si)。接着，根据被控制部22摄入的关节角度数据(关节变量矢量或关节角度矢量q)， 利用逆运动学计算部57，进行机器人手臂5的运动学计算所必需的雅可比矩阵1等的计算 (步骤S2)。接着，利用正运动学计算部58，从来自机器人手臂5的各编码器44的关节角度数 据(关节变量矢量或关节角度矢量q)，计算机器人手臂5的当前的手指位置及姿势矢量r， 向位置误差计算部80和目标轨道生成部55输出(步骤S3)。接着，在位置控制模式或混合阻抗控制模式时，根据从动作矫正部20借助控制参 数管理部21发送的动作信息，目标轨道计算部55计算机器人手臂5的手指位置及姿势目 标矢量rd，向位置误差计算部80输出，另一方面，在阻抗控制模式时，将机器人手臂5的手 指位置作为成为目标的手指位置及姿势目标矢量rd向位置误差计算部80输出(步骤S4)。接着，力检测部53从电机43的驱动电流值i、关节角度数据(关节变量矢量或 关节角度矢量q)、和关节角度误差补偿输出U-计算机器人手臂5的手指的等效手指外力 Fext,向阻抗计算部51输出(步骤S5)。接着，在步骤S6中，就控制参数管理部21而言，当通过动作矫正部20指示为有矫 正时，设定混合阻抗控制模式，当通过动作矫正部20指示为无矫正时，设定位置控制模式。 在仅为位置控制模式时，处理进入步骤S7，另一方面，在混合阻抗控制模式时，处理向步骤
32S8进行。接着，在步骤S7 (利用阻抗计算部51的处理)中，就控制参数管理部21而言，在 设定位置控制模式的情况下，利用阻抗计算部51使手指位置及姿势目标矫正输出Γ(1Δ为0 矢量。随后，进入步骤S9。在步骤S8中，就控制参数管理部21而言，在设定阻抗控制模式的情况(在控制参 数管理部21中通过动作矫正部20指示为有矫正的情况)下或在设定混合阻抗控制模式的 情况下，从由控制参数管理部21设定的机械阻抗参数的惯性M和粘性D和刚性K、关节角度 数据(关节变量矢量或关节角度矢量q)、由力检测部53计算出的施加给机器人手臂5的等 效手指外力Frart，通过阻抗计算部51计算手指位置及姿势目标矫正输出rd”进而，利用阻 抗计算部51，根据矫正参数将手指位置及姿势目标矫正输出中的任意成分的值设为0。接着，在步骤S9中，利用位置误差计算部80，计算手指位置及姿势矫正目标矢量 Tdffl，所述手指位置及姿势矫正目标矢量rdm是来自目标轨道生成部55的手指位置及姿势目 标矢量rd和来自阻抗计算部51的手指位置及姿势目标矫正输出 之和(rd+rdJ。接着， 位置误差计算部80计算手指位置及姿势的误差re向位置误差补偿部56输出，所述手指位 置及姿势的误差re是手指位置及姿势矫正目标矢量Tdffl和来自正运动学计算部58的当前 的手指位置及姿势矢量r之差(rdffl-r)。作为位置误差补偿部56的具体例，考虑PID补偿 器。通过适当调节作为常数的对角矩阵的比例、微分、积分的3个增益，位置误差补偿部56 的控制进行工作以使位置误差收敛成0。接着，利用近似逆运动学计算部57，将由步骤S2计算出的雅可比矩阵J,的逆矩阵 与位置误差补偿输出Ure相乘，由此通过近似逆运动学计算部57，将位置误差补偿输出Um 从手指位置及姿势的误差所涉及的值变换成关节角度的误差所涉及的值即关节角度误差 补偿输出I (步骤S10)。接着，关节角度误差补偿输出U-从近似逆运动学计算部57通过输入输出IF24 被提供给电机驱动器25，电机驱动器25根据关节角度误差补偿输出Uqe，使流过关节部的各 电机43的电流量发生变化。通过该电流量的变化，发生机器人手臂5的各关节部的旋转运 动，机器人手臂5进行动作(步骤Sll)。接着，在继续上述控制动作的步骤Sl 步骤Sll的情况下，返回至步骤Si，另一方 面，在上述以外的情况(不是切断电源或使机器人停止，而是仅使上述控制动作结束的情 况)下，结束上述控制动作的步骤Sl 步骤Sll (步骤S12)。通过使以上的步骤Sl 步骤S12作为控制的计算循环反复执行，可以实现机器人 手臂5的动作的控制，即实现将机器人手臂5的机械阻抗的值控制成上述经适当设定的设 定值的动作得以实现。通过以上的动作步骤S40 步骤S47及步骤Sl 步骤S12，在根据动作信息位置 以控制模式进行动作的过程中，利用混合阻抗控制由人4直接把持机器人手臂5，人4向机 器人手臂5施加力，由此对矫正参数的部分参数进行矫正，由此实现利用机器人手臂5的作 业。如上所示，通过具备动作信息数据库17、动作矫正部20、控制参数管理部21和控 制部22，对于以位置控制模式在进行动作的机器人手臂5，从位置控制模式切换成混合阻 抗控制模式，人4直接把持机器人手臂5而使其移动，由此人4可以简单地矫正成所希望的机器人手臂5的运动。另外，在具备矫正方法设定部23，通过切换矫正的有无，无意中错误矫正而使人4 向机器人手臂5施加了力的情况下，可以不矫正机器人手臂5的动作，能够在不矫正机器人 手臂5的动作的情况下直接继续机器人手臂5的动作。需要说明的是，动作选择部27通过人4的操作，即通过把持机器人手臂5施加力， 来选择动作，不过，人4也可以从在显示部2表示的作业的一览，通过使用操纵盘13的按钮 13a等数据输入IF26，借助动作选择部27，选择想要作业的作业。此时，有必要连接成从数 据输入IF26向动作选择部27输入指令信息。进而，记载有利用矫正方法设定部23，将有无矫正的标志从“0”切换成“1”，由此 从位置控制模式切换成混合阻抗控制模式，但机器人手臂5也可以在作业中不是以位置控 制模式进行动作，常常以混合阻抗控制模式进行动作。该情况是无法防止人4误将力施加 给机器人手臂5的情况的误操作，但可以在不进行有无矫正的切换的情况下，在任何时候 进行矫正。(第2实施方式)本发明的第2实施方式中的、机器人系统1的机器人手臂5的控制装置70的基本 构成与第1实施方式的情况一样，省略共有部分的说明，以下仅对不同的部分进行详细说明。在该第2实施方式中，如图14A所示，以使用机器人系统1对IH烹调电炉6的顶 板实施擦拭清除作业的情况为例进行说明。首先，人4在机器人系统1的机器人手臂5的 手指即前端的手30，安装作为用于擦拭清除作业的器具的一例的海绵46。图15示出动作信息数据库17A(在图2A的动作信息数据库17的位置代替动作信 息数据库17而配置的动作信息数据库17A)，“作业ID”、”动作ID”、“位置姿势”、“手”、“时 间”、“进程信息”分别与第1实施方式的情况一样，省略对它们的说明。动作信息数据库17A的“力”所涉及的信息，表示机器人手臂5进行作业时向 成为对象的物体施加的力所涉及的信息，将力的x、y、z、q>、θ、Ψ方向的成分表示为 (fx,fy,fz,f9'fe,fv )。例如在fz = 5[N]的情况下，表示在ζ轴方向上施加5[N]的力来进行 擦拭清除作业，在对IH烹调电炉6等的顶板进行擦拭清除作业时，是在沿着顶板的表面的 方向上施加力而擦拭等时使用的参数。动作信息数据库17A的“标志”所涉及的信息，是表示位置和姿势和力中的任意信 息有效的值，具体而言，通过图16所示的32位的数值，按照各自的位，将位置和姿势和力的 各自的值有效的情况设为“ 1 ”，将位置和姿势和力的各自的值无效的情况设为“0”。例如， 就第0位而言，将机器人手臂5的手指位置的χ坐标的值有效的情况设为“1”，将手指位置 的χ坐标的值无效的情况设为“0”;就第1位而言，将机器人手臂5的手指位置的y坐标的 值有效的情况设为“1”，将手指位置的y坐标的值无效的情况设为“0”;就第2位而言，将机 器人手臂5的手指位置的ζ坐标的值有效的情况设为“1”，将手指位置的ζ坐标的值无效的 情况设为“0”;依次地，就第3、4、5位而言，分别表示姿势的φ、θ、ψ的有效性(即，将有效 的情况设为“1”，将无效的情况设为“0”)，就第6位 第11位而言，表示力的各成分是有效 还是无效(即，将有效的情况设为“1”，将无效的情况设为“0”)。另外，标志所涉及的信息 与第1实施方式一样，为了将来可以扩展准备多些位(32位)，在该例中，未使用第13位 第31位，所以事先放入“0”。动作信息数据库17A的“矫正参数标志”所涉及的信息，与第1实施方式一样，用表 示通过动作矫正部20对哪一参数进行矫正的信息且用32位的值进行表示，关于由动作信 息数据库17A的标志所记述的参数中能进行矫正的参数的类别，如图17所述。具体而言， 在对动作信息数据库中作为力的ζ轴方向的力的fz坐标进行矫正的情况下，对第8位记为 “1”，将其以外的记为“0”。人4通过使用操纵盘13的按钮13a等数据输入IF26，利用动作选择部27从动作 信息数据库17A的作业中选择擦拭清除作业，对控制部22进行擦拭清除作业的动作开始的 指示。图18是从顶棚侧看IH烹调电炉6的俯视图。按照图18的图中的箭头所示的轨 道，使机器人手臂5的手指即手30移动，为了通过海绵46进行IH烹调电炉6的顶板的擦 拭清除作业，预先将动作信息的x、y坐标的值作为机器人手臂5的手指位置的坐标，在动作 信息数据库17A中存储。关于这些轨道，边以某种大小的力使手30所把持的海绵46在ζ 轴方向上按压在IH烹调电炉6的顶板上边进行擦拭清除作业，ζ轴方向不是位置姿势的信 息，带有力的信息。具体而言，如图15所示对于“作业ID”为“4”的作业的动作信息，ζ轴 以外以位置姿势进行指定，ζ轴对力进行指定。为此，“标志”如图16所示，表示位置x、y、 姿势φ、θ、Ψ的第0位、第1位、第3 5位分别成为“1”，表示力的ζ轴成分的第8位成 为 “1”。动作矫正部20，首先为了实现矫正前的擦拭清除作业的动作，在“标志”中，确认力 成分的位是否为“1”。此时，即便在6轴中的1个轴上，在动作矫正部20判断该力成分的位 为“ 1”的情况下，动作矫正部20向控制参数管理部21发出按照后述的力混合阻抗控制模式 (force hybridimpedance control mode)控制“位置姿势”、“力”、“标志”、“时间”和“手” 的动作信息之类的控制指令。是如下所述的模式，即在力混合阻抗控制模式中，按不同方向 切换位置控制、阻抗控制，进而，使经指定的力发挥作用，进行擦拭清除作业的动作的模式。在擦拭清除作业时施加力的仅为ζ轴方向，其他是按照位置控制模式进行动作， 所以在向力混合阻抗控制模式切换时，从动作矫正部20向控制参数管理部21发出用于和 图16的”标志”一起进行这样的动作的指令。不过，在通过矫正方法设定部23设为无矫正 的情况下，在按照力混合阻抗控制模式进行控制的情况下，为了使人4不会误将力以ζ轴方 向施加给机器人手臂5而使机器人手臂5移动，在后述的阻抗计算部51，当机器人手臂5的 手指因超过某值进行了移动的情况下，进行控制不使机器人手臂5过度移动，由此可以安 全地进行擦拭清除等作业。在这里，在按照力混合阻抗控制模式进行擦拭清除作业过程中，人4如图14B所示 确认顶板的污渍严重的部分G，按照仅对该部分稍强力地用海绵46擦蹭顶板的方式，打算 对机器人手臂5的动作进行矫正，下面以该情况为例进行说明。人4借助数据输入IF26并利用矫正方法设定部23将有无矫正的标志从“0”变更 为“ 1 ”，进而，仅对矫正参数的ζ轴的力进行矫正，从矫正方法设定部23，借助动作矫正部20 向控制参数管理部21发出仅使图16的矫正参数的第8位为“1”的控制指令。控制参数管 理部21在矫正参数的第6 11位(力成分)中的任意为“1”时，并非第1实施方式的向 混合阻抗控制模式的切换，而是向控制部22发出按照后述的高刚性位置控制模式进行动作之类的控制指令。在向该控制部22发出指令时，关于高刚性位置控制模式，可以设定按不同方向进 行位置控制时的高刚性，是用于如下所示的模式，即便人4向机器人手臂5施加力也会接 触地面等物体，也不会简单移动。仅在ζ轴方向上按照高刚性位置控制模式使机器人手臂 5动作、在其他方向上按照通常的位置控制模式使机器人手臂5动作之类的控制指令，从控 制参数管理部21向控制部22发出。此外，控制部22根据上述控制指令对机器人手臂5的 擦拭清除动作进行控制。在如此机器人手臂5进行擦拭清除作业的情况下，且机器人手臂5对顶板的污渍 严重的部分G实施擦拭清除动作时，人4直接把持机器人手臂5，朝向IH烹调电炉6的顶 板，将人4向下对在进行擦拭清除作业的机器人手臂5施加的力，施加给机器人手臂5。高刚性位置控制模式是将第1实施方式的位置控制模式进一步高刚性的模式，通 过使后述的位置误差补偿部56的增益增大(从控制参数管理部21向位置误差补偿部56发 出按照高刚性位置控制模式进行动作之类的控制指令。位置误差补偿部56接受该指令，使 增益比通常的位置控制模式时大(具体而言，通常的位置控制模式时的2倍左右的值)。) 得以实现，即便人4向机器人手臂5施加力，也不会容易地使机器人手臂5移动。因此，不 会有机器人手臂5移动而与地面等接触，所以不会收到来自接触面的阻力的影响，人4所施 加的力可以由控制部22的力检测部53检测出。将由控制部22的力检测部53检测出的力，借助控制参数管理部21通知给动作矫 正部20。此外，动作矫正部20将动作信息数据库17A的ζ轴方向的力置换成被通知给动作 矫正部20的力，通过动作存储部15在动作信息数据库17A中存储，根据已存储的信息使机 器人手臂5进行动作，由此为了强力地仅对有污渍的部分进行清除作业，可以对机器人手 臂5的动作进行矫正。控制参数管理部21，除了第1实施方式的功能之外，除了将向阻抗控制模式和力 混合阻抗控制模式和高刚性位置控制模式的任意模式的切换设定的信息和位置姿势信息 通知给目标轨道生成部55之外，还具备将力信息通知给目标轨道生成部55的功能。关于以上的构成所涉及的、动作矫正部20、动作选择部27、矫正方法设定部23、动 作存储部15、动作信息数据库20和控制参数管理部21的动作步骤，根据图19的流程图进 行说明。需要说明的是，在以下的说明中，以向高刚性位置控制模式的切换为中心进行说 明。与第1实施方式的步骤S40 —样，首先，人4实际把持机器人手臂5而使机器人手 臂5移动，由此人4使机器人手臂5动作进行擦拭清除作业。于是，此时的机器人手臂5的 手指位置及姿势的信息通过动作存储部15在动作信息数据库17A中存储。接着，动作选择部27，对此次在动作信息数据库17A中存储的机器人手臂5的手指 位置及姿势的信息和在动作信息数据库17A中预先存储且在预先存储作业的各动作的机 器人手臂5的手指位置及姿势的信息进行比较，选择一致或在允许范围内类似的机器人手 臂5的手指位置及姿势的信息相关的动作。此外，通过动作选择部27，从预先在动作信息数 据库17A中存储的作业的一览中选择该动作所含的作业，对动作信息数据库17A的进程信 息设定当前的作业(步骤S121)。在上述作业的一览中，例如，多个擦拭清除作业(具体而 言，按照强力擦蹭的方式进行擦拭清除的作业、按照弱力进行擦拭清除的作业、在相同旋转
36方向上进行擦拭清除的作业、在正反两个旋转方向上进行擦拭清除的作业等)被列出，除 了从其中选择一致的作业的情况之外，在上述作业的一览中列出不同种类的作业，例如列 出擦拭清除作业和搅拌作业，考虑从其中选择一致的作业的情况。接着，与第1实施方式的步骤S41 —样，在对动作信息数据库17A的进程信息设定 当前的作业时，动作矫正部20为了使机器人手臂5按照阻抗控制模式进行动作而向控制参 数管理部21发出动作指令，设成阻抗控制模式，人4将机器人手臂5引导至IH烹调电炉6 的附近(步骤S122)、通过数据输入IF26对矫正方法设定部23进行擦拭清除作业开始的指 令。从矫正方法设定部23经由控制参数管理部21向控制部22进一步发送上述指令。接着，从上述矫正方法设定部23向控制参数管理部21输入的、擦拭清除作业开始 的指令被通知给控制部22，动作矫正部20在动作信息数据库17A的“标志”中力成分的位 为“1”的情况下，通过控制部22开始按照力混合阻抗控制模式进行的擦拭清除作业的动作 (步骤S123)。需要说明的是，动作矫正部20在动作信息数据库17A的“标志”中力成分的 位为“0”的情况下，通过控制部22开始按照由步骤S122设定的位置控制模式进行的擦拭 清除作业的动作。接着，由矫正方法设定部23设定矫正方法。具体而言，借助数据输入IF26及矫正 方法设定部23，在动作信息数据库17A中，将有无矫正的标志的信息从“0”设成“ 1 ”，通过矫 正方法设定部23进行使矫正开始的设定(步骤S124)。在设成有矫正的情况(将有无矫正 的标志从“0”设成“1”的情况)下，且通过矫正参数对力成分进行矫正的情况(力成分的 标志为“1”的情况)下，动作矫正部20接受从矫正方法设定部23输出的有无矫正的标志 “1”且矫正参数的第6 11位 (力成分)中的任意为“1”的信息，为了按照高刚性位置控 制模式进行动作而向控制参数管理部21发出指令，设成高刚性位置控制模式(步骤S125)。 控制部22接受来自控制参数管理部21的高刚性位置控制模式的动作指令，借助输入输出 IF24，从电机驱动器25向电机43及62输入控制指令值，机器人手臂5开始按照高刚性位 置控制模式进行的动作。接着，为了按照矫正参数对高刚性位置控制模式时的动作进行约束，进行不同方 向的高刚性位置控制模式的设定(步骤S126)。该不同方向的高刚性位置控制模式的设定， 如上所述借助数据输入IF26及矫正方法设定部23，从动作矫正部20向控制参数管理部21 输入使想要矫正的矫正参数标志为“ 1，，之类的指令。接着，人4把持机器人手臂5，人4在想要矫正的方向上向机器人手臂5施加力，由 此动作矫正部20对动作信息数据库17A的动作信息进行矫正(步骤S127)。接着，已被矫正的动作信息，与第1实施方式的步骤S47 一样，通过动作存储部15 在动作信息数据库17A中存储(步骤S128)。接着，通过图20对控制部22的详细内容进行说明。控制部22中的力检测部53、近似逆运动学计算部57、正运动学计算部58、手控制 部54和位置误差计算部80，分别与第1实施方式相同，所以省略对它们的说明。目标轨道生成部55，在阻抗控制模式、力混合阻抗控制模式和高刚性位置控制模 式时，从由动作矫正部20生成且借助控制参数管理部21输入到目标轨道生成部55的动作 信息，通过目标轨道生成部55生成成为目标的手指位置及姿势目标矢量rd。目标轨道生成 部55接受来自控制参数管理部21的动作信息的输入，用于实现成为目标的机器人手臂5的动作的手指位置及姿势目标矢量rd和由目标轨道生成部55生成的手指的力矢量fd和 各自的按不同方向示出哪一参数有效的标志，从目标轨道生成部55被输出到位置误差计 算部80。在位置控制模式时，成为目标的机器人手臂5的动作，对应于目的作业，从动作矫 正部20提供以各自的时间α = 0、 =、、 = 2、...)计的各点的位置及姿势(rdtl、rdl、 rd2、...)、和力(fd(1、fdl、fd2、...)。目标轨道生成部55使用多项式插值，对各点间的轨道和 力进行插值，生成手指位置及姿势目标矢量rd及力矢量fd。进而，与第1实施方式一样，通 过动作信息数据库17A的“手”的开闭标志，向后述的手控制部54发出手30的开闭指令。阻抗计算部51是发挥下述功能的部分，即实现将机器人手臂5的机械阻抗的值控 制成上述机器人手臂5的机械阻抗设定值的功能，在通过控制参数管理部21切换成位置控 制模式时，从阻抗计算部51输出0。在通过控制参数管理部21指定阻抗控制模式时，与第 1实施方式一样，输出手指位置及姿势目标矫正输出rd,。在通过控制参数管理部21切换 成力混合阻抗控制模式时，当存在由“标志”指定的力成分时，从作为由控制参数管理部21 设定的阻抗参数的惯性M和粘性D和刚性k、关节角的当前值q、由力检测部53检测出的外 力Frait、和从目标轨道生成部55输出的fd，根据以下的式(10)并通过阻抗计算部51计算用 于实现将机器人手臂5的机械阻抗的值控制成上述机器人手臂5的机械阻抗设定值的手指 位置及姿势目标矫正输出rd,，将计算求出的手指位置及姿势目标矫正输出rd,向位置误差 计算部80输出。手指位置及姿势目标矫正输出，与第1实施方式一样，通过位置误差计 算部80与由目标轨道生成部55输出的手指位置及姿势目标矢量rd相加，生成手指位置及 姿势矫正目标矢量i^。不过，在对应于矫正参数对利用阻抗控制的机器人手臂5的动作进 行约束的情况下，例如，为了仅在ζ轴上将力施加给机器人手臂5而进行清除作业，其他轴 的成分按照位置控制模式进行运动，由阻抗计算部51将手指位置及姿势目标矫正输出rd, 的ζ成分以外的成分设成0。
(10)进而，在切换成力混合阻抗控制模式时，由目标轨道生成部55设定的实际的机器 人手臂5的手指位置及姿势矢量r例如按如下所示的方式进行调节，即在人4误将力施加 给机器人手臂5而使机器人手臂5移动了某范围以上的情况下，通过将已算出的手指位置 及姿势目标矫正输出设为某值以下，不会使机器人手臂5移动某范围以上。在这里，如下所示判定是否使机器人手臂5移动了某范围以上。即，以时间序列存 储实际的机器人手臂5的手指位置，检测是否在某时间内使手指位置移动了某阈值以上。 具体而言，在图20的误操作判定部68中，以时间序列存储从正运动学计算部58输出的实 际的机器人手臂5的手指位置r，利用误操作判定部68判断是否在某时间内使手指位置移 动了某阈值以上。当误操作判定部68判断为移动了某阈值以上移动时，对于阻抗计算部 51，从误操作判定部68发出将已算出的手指位置及姿势目标矫正输出设为某值以下之 类的指令。位置误差补偿部56，除了第1实施方式的位置误差补偿部56的功能之外，在设为 高刚性位置控制模式时，将作为常数的对角矩阵的比例、微分、积分3个增益较大地设成预 先设定的值(设定比通常的位置控制模式大的值。具体而言，设成通常的位置控制模式时 的2倍左右的值。在这里，高刚性是指与通常的位置控制相比刚性增高。如果使值为通常 的位置控制模式时的2倍左右，可以使刚性增加约2倍。)，由此可以实现高刚性的位置控制。需要说明的是，按各成分改变上述增益的值，由此例如可以控制成在ζ轴方向上以高刚 性、在其他方向上以通常的位置控制进行动作。以下，关于控制程序的实际的动作步骤，根据图21的流程图进行说明。机器人手臂5的关节部的由各编码器44测量的关节角度数据(关节变量矢量或 关节角度矢量q)，从编码器44并借助输入输出IF24而被控制装置主体部11的控制部22 摄入(步骤S51)。接着，根据被控制部22摄入的关节角度数据(关节变量矢量或关节角度矢量q)， 用逆运动学计算部57进行机器人手臂5的运动学计算所必需的雅可比矩阵1等的计算 (步骤S52)。接着，用正运动学计算部58，从机器人手臂5的来自各编码器44的关节角度数据 (关节变量矢量或关节角度矢量q)，计算机器人手臂5的当前的手指位置及姿势矢量r，向 位置误差计算部80、目标轨道生成部55和阻抗51输出(步骤S53)。接着，目标轨道计算部55根据从动作矫正部20借助控制参数管理部21发送的动 作信息，利用目标轨道计算部55计算机器人手臂5的手指位置及姿势目标矢量rd及力目 标矢量fd，向位置误差计算部80输出(步骤S54)。接着，力检测部53从电机43的驱动电流值i、关节角度数据(关节变量矢量或关 节角度矢量q)和关节角度误差补偿输出U-计算机器人手臂5的手指的等效手指外力Frait, 向阻抗计算部51输出(步骤S55)。接着，在步骤S56中，就控制参数管理部21而言，在动作矫正部20指示为无矫正 的情况下，设定力混合阻抗控制模式，在动作矫正部20指示为有矫正的情况下，设定高刚 性位置控制模式。在仅为高刚性位置控制模式时，处理向步骤S57进行，另一方面，在为力 混合阻抗控制模式时，处理向步骤S58进行。接着，在步骤S57(阻抗计算部51的处理)中，就控制参数管理部21而言，在设成 高刚性位置控制模式的情况下，利用阻抗计算部51使手指位置及姿势目标矫正输出为 0矢量。随后，进入步骤S59。在步骤S58中，就控制参数管理部21而言，在设成力混合阻抗控制模式的情况下， 从控制参数管理部21所设定的机械阻抗参数的惯性M和粘性D和刚性K、关节角度数据(关 节变量矢量或关节角度矢量q)、由力检测部53计算的施加给机器人手臂5的等效手指外力 Frait,在阻抗计算部51计算出手指位置及姿势目标矫正输出rd,。进而，在利用阻抗计算部 51,根据矫正参数，检测出实际的手指位置r (从正运动学计算部58输出的实际的机器人手 臂5的手指位置r)(参照步骤S53)移动了某范围以上的情况下，将已算出的手指位置及姿 势目标矫正输出设成某值以下。接着，在步骤S59或步骤S60中，就位置误差计算部80而言，计算来自目标轨道生 成部55的手指位置及姿势目标矢量rd和来自阻抗计算部51的手指位置及姿势目标矫正输 出rd,之和(rd+rd,)即手指位置及姿势矫正目标矢量rdm。接着，位置误差计算部80计算 手指位置及姿势矫正目标矢量rdm和来自正运动学计算部58的当前的手指位置及姿势矢量 r之差(rdm-r)即手指位置及姿势的误差re，向位置误差补偿部56输出。此时，在步骤S60 中，作为位置误差补偿部56的具体例，考虑PID补偿器。通过适当调节作为常数的对角矩 阵的比例、微分、积分3个增益，按照将位置误差收敛成0的方式，位置误差补偿部56的控
39制进行工作。在步骤S59中，通过将该增益增大至某值(设定比通常的位置控制模式大的 值。具体而言，设成通常的位置控制模式时的2倍左右的值。在这里，高刚性是指与通常的 位置控制相比，刚性增大。在使值为通常的位置控制模式时的2倍左右时，可以将刚性增高 约2倍。)，可以实现高刚性的位置控制。接着，利用近似逆运动学计算部57，将由步骤S52计算出的雅可比矩阵^的逆矩 阵与位置误差补偿输出相乘，由此，通过近似逆运动学计算部57，将位置误差补偿输出 UreW手指位置及姿势的误差所涉及的值变换成关节角度的误差所涉及的值即关节角度误 差补偿输出Uqe (步骤S61)。接着，关节角度误差补偿输出U-从近似逆运动学计算部57通过输入输出IF24被 提供给电机驱动器25，电机驱动器25根据关节角度误差补偿输出U-使流过关节部的各电 机43的电流量发生变化。通过该电流量的变化，机器人手臂5的各关节部发生旋转运动， 机器人手臂5进行动作(步骤S62)。接着，在继续上述控制动作的步骤S51 步骤S62的情况下，返回至步骤S51，另一 方面，在其以外的情况(不是切断电源或机器人停止而是仅使上述控制动作结束的情况) 下，结束上述控制动作的步骤S51 步骤S62 (步骤S63)。以上的步骤S51 步骤S62作为控制的计算循环反复执行，由此可以实现机器人 手臂5的动作的控制，即实现将机器人手臂5的机械阻抗的值控制成上述适当设定的设定 值的动作。通过以上的动作步骤S120 步骤S130及步骤S51 步骤S62，对应于动作信息， 在以力混合阻抗控制进行动作的过程中，以高刚性位置控制对矫正参数的力信息进行矫 正，由此通过机器人手臂5的作业得以实现。如上所示，通过具备动作信息数据库17A、动作矫正部20、控制参数管理部21和控 制部22，利用力混合阻抗控制模式，在不同方向(例中是IH烹调电炉6的顶板方向)上机 器人手臂5施加力而进行擦拭清除等作业，在上述动作正在进行的过程中，切换成高刚性 位置控制模式，即便人4直接把持机器人手臂5并在不同方向上施加力，也不能容易地移动 机器人手臂5，不会因与地面等接触而受到接触面的阻力的影响，可以对人4所希望的机器 人手臂5的运动(力成分)进行简单矫正。(第3实施方式)本发明的第3实施方式中的、机器人手臂5的控制装置70的基本构成，与第1实 施方式的情况一样，省略共有部分的说明，以下仅对不同的部分进行详细说明。如图22(a)(图22(d)是从上方看图22(a)得到的图)所示，以使用机器人系统1 的机器人手臂5进行锅3中的搅拌作业的情况为例进行说明。图23是表示构成机器人系统1的、作为控制对象的机器人手臂5、和机器人手臂 5的控制装置70的详细构成的图。机器人手臂5的控制装置70如图23的详细构成所示， 具备控制装置主体部11、生成机器人手臂5的动作的动作生成装置12、和周边装置14。在 图23中，机器人手臂5、周边装置14、控制装置主体部11、动作选择部27和矫正方法设定部 23，分别与第1实施方式的情况相同，所以省略对它们的说明。需要说明的是，在该第3实 施方式中，在还具备环境信息数据库18、矫正参数数据库19、信息生成部29、和动作信息展 开部10方面，与先前的实施方式不同。
图24所示的动作信息数据库17B，是与第1实施方式的动作信息数据库17或第2 实施方式的动作信息数据库17A相当的动作信息数据库，机器人手臂5的在某时间的位置 及姿势等动作所涉及的信息且由后述的信息生成部29生成的信息，在动作信息数据库17B 中存储。进而，环境信息数据库18中存储机器人手臂5和人4协作而进行作业时的机器人 手臂5的环境所涉及的信息，例如，勺子等器具9或锅等器具3等在机器人手臂5动作时成 为必需的道具所涉及的信息、或者IH烹调电炉或燃气炉的烹调装置6等动作环境所涉及的 信息等，利用后述的信息生成部29生成环境信息，通过信息生成部29在环境信息数据库18 中存储。矫正参数数据库19，是在利用后述的动作矫正部20对动作信息数据库17B的动作 信息进行矫正时应该矫正的参数的类别所涉及的信息，由信息生成部29生成，通过信息生 成部29在矫正参数数据库19中存储。需要说明的是，后述的动作矫正部20，作为取得机器 人手臂5进行动作的环境所涉及的环境信息的环境信息取得部的一例或取得动作信息的 动作信息取得部的一例发挥功能。接着，对动作信息数据库17B的详细内容进行说明。动作信息数据库17B，例如是图24所示的机器人手臂5的动作所涉及的信息，“作 业ID”、“动作ID”、“位置姿势”、“手”和“进程信息”，分别与第1实施方式的情况相同，省略 对它们的说明。图25A 图25G示出动作信息数据库17B的“动作模板ID” (用于识别动作模板 所涉及的信息的符号)所涉及的信息，即示出动作模板所涉及的信息。动作模板所涉及的 信息(动作模板信息)是用于生产机器人手臂5的手指位置的几何学信息，具体而言，如图 25F所示，在机器人手臂5的手指以画圆的方式进行动作的情况下，如图25B所示，用中心坐 标和半径表示。以下详述动作模板信息。对图24的动作信息数据库17B的“动作模板ID”即动作模板所涉及的信息进行识 别的“动作模板ID”，是指图25A所示的“动作模板ID”，通过后述的动作信息展开部10，从 动作模板信息和后述的环境信息生成机器人手臂5的手指位置及姿势。例如，在图24的动 作信息数据库17B的“动作模板ID”为“ 1”的情况下，是指图25A的“动作模板ID”为“ 1” 时的动作模板信息。图26A 图26C分别表示从锅3上看到的图，图中的箭头表示机器人手臂5的手 指移动的轨道。在这里，作为动作模板信息的动作，例如示出如图26A所示机器人手臂5的 手指按照画圆的方式移动而对锅3中进行搅拌的运动、如图26B所示机器人手臂5的手指 以锯齿状移动而对锅3中进行搅拌的运动、以及如图26C所示机器人手臂5的手指在锅3 中心和周围之间以放射线状移动而对锅3中进行搅拌的运动等。作为一例，在图26A的运 动的情况下，对图25A的动作模板信息的“类别”记述“1”，在图26B的运动的情况下，对在 动作模板信息的“类别，，记述“ 2 ”，在图26C的运动的情况下，对动作模板信息的“类别，，记 述 “3”。进而在图25A的动作模板信息的“类别”为“1”的情况下，参照图25B的表，在“类 别”为“2”的情况下，参照图25C的表，在“类别”为“3”的情况下，参照图25D的表，随后， 参照与图25A的“类别ID” (用于识别类别所涉及的信息的符号)对应的图25B 图25D
41的表的“类别ID”的信息。例如，在图25A的动作模板信息的“类另ij”为“1且“类别ID”为 “1”的情况下，与图25B的“类别ID”为“1”的情况相对应，如图25F所示，机器人手臂5的 手指按照画圆的方式移动而对锅3中进行搅拌时的圆圈的中心坐标((xbl，ybl，zbl)等)、半 径(1^等)，如图25B所示被存储。另外，在图25A的动作模板信息的“类别”为“2且“类 别ID”为“1”的情况下，与图25C的“类别ID”为“1”的情况相对应，如图25G所示，机器人 手臂5的手指以放射线状移动而对锅3中进行搅拌时的放射线的中心坐标和半径，如图25C 所示被存储。另外，在图25A的动作模板信息的“类别”为“ 3 ”且“类别ID ”为“ 1”的情况 下，与图25D的“类别ID”为“1”的情况相对应，如图25E所示，机器人手臂5的手指以锯齿 状移动而对锅3中进行搅拌时的4点的坐标(坐标1 (xdl，ydl，zdl)、坐标2 (xd2, yd2，zd2)、坐 标 3 (xd3，yd3，zd3)、坐标 4 (xd4，yd4, zd4))，如图 25D 所示被存储。图25B、图25C和图25D的中心坐标和半径和坐标等各自的值，利用后述的信息生 成部29，在通过环境信息数据库18进行了矫正之后，通过后述的动作信息展开部10作成机 器人手臂5的手指位置及姿势的信息，在动作信息数据库17B中存储。需要说明的是，动作 模板信息不限于上面的3个(图25B、图25C、图25D)，只要是可以生成机器人手臂5的手指 位置及姿势的几何信息(机器人手臂5的手指的几何学轨道信息)即可，能够为任意信息。图24的动作信息数据库17B的“标志”所涉及的信息，是表示各“动作ID”所示 的动作信息的机器人手臂5的手指位置、姿势和动作模板信息当中的任意信息有效的值， 具体而言，用图27所示的32位的数值进行表示。在图27中，就各位而言，将机器人手臂5 的手指位置、姿势和动作模板信息各自的值有效的情况设为“1”，将机器人手臂5的手指位 置、姿势和动作模板信息的各自的值无效的情况设为“0”。例如，就第0位而言，将机器人手 臂5的手指位置的χ坐标的值有效的情况设为“ 1 ”，将手指位置的χ坐标的值无效的情况设 为“0”;就第1位而言，将机器人手臂5的手指位置的y坐标的值有效的情况设为“1”，将手 指位置的y坐标的值无效的情况设为“0” ；就第2位而言，将机器人手臂5的手指位置的ζ 坐标的值有效的情况设为“1”，将手指位置的ζ坐标的值无效的情况设为“0”;依次地，就第 3、4、5位而言，分别表示姿势的φ、θ、ψ的有效性(即，将有效的情况设为“1”，将无效的情 况设为“0”)；就第6位而言，表示动作模板信息的有效性(即，将有效的情况设为“1”，将 无效的情况设为“0”)。另外，标志所涉及的信息为了将来可以扩展而准备多些位(32位)， 所以在该例中，不使用第7位 第31位，所以事先放入“0”。在图27中，第0位 第2位成 为“1”，所以表示动作信息中仅X、1、ζ信息有效；第3位 第5位成为“0”，所以表示动作 信息中φ、θ、Ψ、动作模板信息的值存储成任何值都是无效的。图24的动作信息数据库17Β的“时间”所涉及的信息，是用于执行机器人手臂5 的各动作的时间，表示花费这里的作为“时间”所涉及的信息而存储的时间，进行在该“动作 ID”中存储的动作。即，不是表示绝对时刻，而是表示自先前动作的相对时间。进而，“动作 ID”所示的动作在动作模板信息有效的情况下，表示该动作模板信息进行动作所具有的时 间。“动作ID”所示的动作在机器人手臂5的手指位置及姿势有效的情况下，表示直到移动 至所指定的位置及姿势为止的时间。图24的动作信息数据库17B的“环境信息ID” (用于识别环境信息的符号)由2 种“环境信息ID”构成。其中的第1个“环境信息ID”所示的“周边环境”所涉及的信息， 是机器人手臂5所作用的周边环境所涉及的信息，例如，在机器人手臂5进行搅拌作业的情
42况下，表示锅3等信息。第2个“环境信息ID”所示的“把持物体”所涉及的信息，是机器人 手臂5在把持的物体所涉及的信息，例如，在机器人手臂5正进行搅拌作业的情况下，表示 机器人手臂5在把持的勺子9等的信息。各“环境信息ID”是后述的图28A所示的“环境 信息ID”中的任意值，是表示和何种环境下进行动作的信息。图24的动作信息数据库17的“矫正参数ID” (用于识别矫正参数所涉及的信息 的符号)所涉及的信息，是如后述的图29所示的”矫正参数ID”中的任意值，是表示用后述 的动作矫正部20对哪一参数进行矫正的信息。环境信息数据库18是例如如图28A所示的机器人手臂5的动作环境所涉及的信 息，构成为具备表示对环境进行识别的环境信息ID编号的“环境信息ID”、表示该环境信息 的类别的“类别”、和用于对各类别进行识别的“类别ID”。对应于环境信息的“类别”，分别 由图28B、图28C和图28D所示的信息构成。即，在图28A的环境信息的“类别”为“1”的情 况下，参照图28B的表，在图28A的环境信息的“类别”为“2”的情况下，参照图28C的表， 在图28A的环境信息的“类别”为“3”的情况下，参照图28D的表。例如，在图28A的环境 信息的“类另O”为“1”且“类另U ID”为“1”的情况下，与图28B的“类别ID”为“1”的情况相 对应，将该已一致的值(中心坐标、半径、高度)作为该“环境信息ID”的环境信息。例如， 图28B是表示图28E所示的圆筒形的物体的信息，可以近似地表示家庭用的锅3等。圆筒 形的物体由圆筒底面的中心坐标、底面的半径和圆筒的高度的信息构成。在图28A的环境 信息的“类别”为“2”且“类别ID”为“ 1 ”的情况下，与图28C的“类别ID”为“ 1 ”的情况 相对应，将该已一致的值(中心坐标、半径)作为该“环境信息ID”的环境信息。图28C是 表示图28F所示的圆所涉及的信息，例如可以近似地表示放置IH烹调电炉6的锅3的部分 等。具体而言，由圆的中心坐标和半径的信息构成。在图28D的环境信息的“类别”为“3” 且“类别ID”为“ 1 ”的情况下，与图28D的“类别ID”为“ 1 ”的情况相对应，将该已一致的 值(坐标1、坐标2、坐标3、高度)作为该“环境信息ID”的环境信息。是表示图28G所示 的长方体的信息，可以近似地表示家庭用的厨房的水槽或浴盆等。具体而言，长方体的上面 用上面的某1点的坐标(图28G中上面的1个角部的“坐标2”)和与该坐标(图28G中上 面的1个角部的“坐标2”)相邻的2点的坐标(图28G中上面的与上述角部“坐标2”相邻 的2个角部的“坐标1”和“坐标3”)表示，具备与该上面正交的方向的高度的信息而构成。矫正参数数据库19例如是图29所示的信息，在利用后述的动作矫正部20对动作 信息数据库17B的动作信息进行矫正时，是应该矫正的参数的类别所涉及的信息。具体而 言，构成为具备用于识别矫正参数的“矫正参数ID”、表示对该“矫正参数ID”的每一个校正 动作信息的哪一参数的“动作信息标志”、表示对环境信息的哪一参数进行矫正的“环境信 息标志”、和对动作模板信息的哪一参数进行矫正的“动作模板标志”。“动作信息标志”与图27 —样用32位的值进行表示，关于图3的动作信息数据库 17B的“标志”中记述的参数中能矫正的参数的类别，采用与图27 —样的方法记述。具体而 言，在动作信息数据库17B中x、y、ζ坐标有效的情况下，在仅对χ坐标进行矫正的情况下， 将第0位记为“1”，将其以外记为“0”。“环境信息标志”如图30所示用32位的值进行表示，在对坐标1的χ坐标矫正的 情况下，将第0位记为“ 1 ”，在不矫正的情况下，将第0位记为“0”。需要说明的是，环境信 息数据库18的图28Β的中心坐标的有无矫正记为图30的坐标1。同样地，图28的C的中心坐标的有无矫正记为图30的坐标1。“动作模板标志”如图30所示用32位的值进行表示，与“环境信息标志”一样，在 对“坐标1”的χ坐标进行矫正的情况下，将第0位记为“1”，在不矫正的情况下，将第0位 记为“0”。需要说明的是，动作模板信息的图25B及图25C的中心坐标的有无矫正记为图 30的坐标1。29是信息生成部，根据后述的来自外部的输入信息、来自数据输入IF26的输入信 息和来自控制参数管理部21的输入信息，生成动作信息数据库17B的动作信息、环境信息 数据库18的环境信息和矫正参数数据库19的矫正参数，分别向动作信息数据库17B、环境 信息数据库18和矫正参数数据库19输出。动作信息数据库17B的动作模板信息如先前的说明所示，如图26所示表示机器人 手臂5的手指以某恒定的图案进行动作的动作，通过图23的互联网28从存在于外部的网 页服务器的信息数据库16收集几何信息，如图25所示存储该几何信息所必需的信息。需 要说明的是，也可以是制造商在出厂时预先存储几何信息。环境信息数据库18例如在锅3及勺子9、作业的水槽、IH烹调电炉等上附RFID标 签，用标签检测器分别检测这些物体的位置。进而，利用信息生成部29，通过互联网28从存 在于外部的网页服务器的信息数据库16收集物体的尺寸信息，在环境信息数据库18中存 储。需要说明的是，可以用相机等图像摄像装置对环境进行摄影，在得到的图像数据 和预先存储的物体的图像之间进行模型匹配处理，抽取物体的尺寸或物体的位置，在环境 信息数据库18中存储。进而，可以使用超声波标签系统，在物体上设置超声波发信机，由超声波发信机发 出的超声波被顶棚等上具备的多个超声波接收机接收，从超声波的到达时间差算出超声波 发信机的3维位置(3维位置坐标的值)，在环境信息数据库18中存储。动作信息数据库17B的机器人手臂5的手指位置及姿势所涉及的信息，通过后述 的动作信息展开部10，在动作模板信息经环境信息数据库18被矫正之后，作成机器人手臂 5的手指位置和姿势和时间的信息，在动作信息数据库17B中存储。在进行动作模板信息中 没有的动作的情况下，与第1实施方式的情况一样，人4直接把持机器人手臂5，利用阻抗控 制模式使机器人手臂5移动，在每某恒定时间(例如每0. 2msec)取得机器人手臂5的手指 位置和姿势的信息，连同时间一起在动作信息数据库17B中存储。动作信息展开部10使用动作模板信息和来自环境信息数据库18的环境信息，生 成机器人手臂5的手指位置即动作信息数据库17B的位置和姿势和时间的动作信息。具体 而言，例如，以图24所示的动作信息数据库17B的“作业ID”为“1”且“动作ID”为“1”的 情况为例，进行以下说明。“动作ID”为“1”时所示的动作信息，用图27所示的32位的数值表示的标志的第 6位为“ 1 ”、剩余的全部为“0”(仅动作模板信息有效)，“动作模板ID”为“ 1 ”，“时间”是3 秒。该动作如图26A所示，是机器人手臂5的手指按照画圆的方式移动而对锅3中进行搅拌 的动作，在该例中，示出用3秒钟对锅3中搅拌1周的搅拌动作。进而，关于动作的环境信 息，“周边环境”的“环境信息ID”为“ 1 ”，“把持物体”的“环境信息ID”为“4”，所以图28A 的“环境信息ID”为“1”的“类别”是” 1”，“类另Ij ID”是“1”，因此如果参照图28B的“类别ID”为“1”的情况，则表示在中心坐标(0. Im, 0. Im, 0. lm)、半径0. 2m、高度0. 3m的锅3之类 的圆筒形中进行动作。进而，“环境信息ID”为“4”的“类别”是“1”，“类别ID”是” 2”，因 此如果图28B的“类别ID”为“2”的情况，表示机器人手臂5的手30把持中心坐标(0. Im, 0. lm, Om)、半径0. 01m、高度0. 2m的勺子之类的圆筒形的物体。首先，在从动作模板信息生成机器人手臂5的手指位置及姿势信息生成之前，如 图31A所示，人4直接把持机器人手臂5并将机器人手臂5引导至搅拌作业的锅3的附近。 这由后述的阻抗控制模式来实现，例如，在搅拌作业开始之前的停止状态时，通过预先设定 阻抗控制模式，通过人4把持机器人手臂5并向机器人手臂5施加力，人4可以使机器人手 臂5移动。接着，动作信息展开部10借助数据输入IF26从矫正方法设定部23接受搅拌开始 的指令时，通过动作信息展开部10，从环境信息数据库18的信息求出搅拌动作的机器人手 臂5的手指位置的ζ轴成分的值。具体而言，如图31B所示，在锅3中的底侧的部分即从锅 3的底部稍微浮起的位置，实施搅拌动作，将图31A的机器人手臂5的手指位置Op的ζ坐标 设为Opz，将图31B即矫正后的机器人手臂5的手指位置0P，的ζ坐标设为0PZ，，通过环境信 息数据库18，将勺子9和锅3的高度设为Ii1 (0. 2m)，将锅3的高度设为h2 (0. 3m)，此时，矫正 后的机器人手臂5的手指位置Op,的ζ坐标，根据式Opz, = Opz-(Krh2) +α并利用动作信息 展开部10进行计算。需要说明的是，只要α为正值，则在从锅3的底部稍微浮起的位置， 可以实现搅拌动作。接着，用动作信息展开部10计算χ坐标及y坐标。具体而言，如图31C所示，在保 持ζ轴的坐标的状态下，搅拌的动作得以实现。图31D是从上方看锅3得到的图，m(mx，my) 表示锅3的中心坐标，r表示锅3的内侧的半径。这些信息通过上述的信息生成部29在环 境信息数据库18中存储，具体而言，图28B的“类别ID”作为“2”被存储。在图31D中，Cpl，、
Cp2,.....Cp8,是将锅3的边缘的圆周8等分时各位置的坐标，按照Cpl,、Cp2,、. .、Cp8,的顺序
使机器人手臂5的手指位置移动，由此可以实现机器人手臂5的手指近似地画圆的动作。在 图31D中，θ表示锅3的圆心角的角度，坐标Cpl，的χ坐标X1和y坐标yi使用半径r、中心 坐标m(mx，my)和角度θ，根据Xl = rcos θ +mx、Yl = rsin θ +my并通过动作信息展开部10 求出。同样地，分别用动作信息展开部10算出坐标Cp2,、. .、Cp8,的χ轴及y轴的值，作为ζ 轴的坐标代入上述的Opz,，由此可以通过动作信息展开部10求出坐标Cpl,、Cp2,、..、Cp8,这8 个坐标。如上所述，搅拌动作是3秒钟1周，向每个坐标Cpl,、Cp2,、. .、CP8,的到达时间是3/8 秒。需要说明的是，关于姿势，通过动作信息展开部10直接代入人4的引导时的机器人手 臂5的手指的姿势。由动作信息展开部10生成的坐标Cpl，、Cp2，、. .、CP8，这8个坐标和各自 的时间的信息，例如，如图24所示存储在图24的动作信息数据库17B的“作业ID”为“3” 且“动作ID”为“1” “8”栏中。此时，关于动作信息数据库17B的“标志”的信息，将图27 的位置及姿势的位(第0位至第5位)作为“1”，将其他位作为“0”，通过动作信息展开部 10来自设定。另外，矫正参数是将“矫正参数ID”设为“3”而通过动作信息展开部10存储 在动作信息数据库17B中，在图29的矫正参数当中，“动作信息标志”可以对位置及姿势进 行矫正，所以通过动作信息展开部10将图27的第0位至第5位设为“1”，将其以外的位设 为“0”。“环境信息标志”可以对锅3的半径、中心坐标和高度的信息进行矫正，所以通过动 作信息展开部10将图30的第0、1、2位和第12、13位设为“ 1”，将其他设为“0”。“动作模
45板标志”可以对图28B的参数进行矫正，所以通过动作信息展开部10将图30的第0、1、2位 和第12位设为“1”，将其他设为“0”。动作信息展开部10根据动作模板信息和来自环境信息数据库18的信息，算出机 器人手臂5的手指位置及姿势，将图24的“作业ID”为“3”的动作信息存储在动作信息数 据库17B中。根据通过动作信息展开部10在动作信息数据库17B存储的动作信息，动作矫 正部20为了按照位置控制模式执行搅拌作业而向控制参数管理部21发出指令，由此按照 位置控制模式的搅拌进行动作。接着，人4确认锅3中的食材的状况等，在锅3中，想要将从对锅3的周围附近进 行搅拌的动作(参照从图22 (a)及图22 (a)的上方看到的图22 (d))，变更成如图22 (c)(图 22(f)是从上方看图22(c)得到的图)所示以锅3的稍微内侧为中心轻微搅拌的动作，以此 情况为例，对搅拌动作的矫正进行说明。人4与第1实施方式的情况一样，利用矫正方法设定部23将有无矫正的标志从 “0”变更为“1”。动作矫正部20接受来自矫正方法设定部23的有无矫正的标志“1”，为了 使机器人手臂5按照后述的混合阻抗控制模式(边使机器人手臂5按照位置控制模式进行 移动，边在由力检测部53检测出人4的力的方向上通过阻抗控制使机器人手臂5移动的模 式)进行动作而从动作矫正部20向控制参数管理部21发出指令。接着，如图22(b)(图22(e)是从上方看图22的(b)得到的图)所示，人4直接把 持机器人手臂5，按照用机器人手臂5的手30把持的勺子9对锅3中心附近轻微搅拌的方 式朝向锅3的内侧将力施加给机器人手臂5时，通过混合阻抗控制模式，边使机器人手臂5 按照位置控制模式移动，边按照阻抗控制模式，由力检测部53检测出人4的力，在施加力的 方向上使机器人手臂5在y轴方向上移动，如图22(c)所示，可以对搅拌动作进行矫正。需要说明的是，在该例中，想要按照减小搅拌的圆圈的半径的方式进行矫正，所以 如图29的“矫正参数ID”为“1”的情况那样，通过变更矫正方法设定部23设定动作模板标 志而仅将图30的第12位从“0”变更为“1”时，；利用矫正方法设定部，仅将图30的第12 位设为“1”。动作矫正部20接受来自矫正方法设定部23的有无矫正的标志” 1”，动作矫正 部20从控制参数管理部21发出指令。在改变搅拌的圆圈的半径的情况下，在该例中，按照仅在χ轴方向及y轴方向上通 过阻抗控制使机器人手臂5动作的方式进行动作。动作矫正部20中，以来自控制部22的 通知的形式接受受到人4的力而进行了移动的机器人手臂5的手指位置的信息，对图25B 的动作模板信息的半径的值进行变更。具体而言，机器人手臂5受到人4的力而在半径方 向上移动了 Δr时，利用动作矫正部20从半径值r减去Ar。S卩，通过动作矫正部20计算 (r- Δ r) ο接着，根据该矫正模板，再次用动作信息展开部10生成机器人手臂5的手指位置 及姿势信息，如图22(c)所示，较小地描绘锅3的中心附近那样的搅拌动作得以实现。关于以上的动作信息展开部10、动作矫正部20、信息生成部29、动作选择部27、矫 正方法设定部23、动作存储部15、动作信息数据库20、环境信息数据库18、矫正参数数据库 19和控制参数管理部21的动作步骤，基于图32的流程图进行说明。信息生成部29，通过互联网28从存在于外部的网页服务器的信息数据库16收集 动作模板信息和锅3或厨房等环境信息，或者，通过图像辨识等收集环境信息，利用信息生成部29将已收集的信息存储在动作信息数据库17B和环境信息数据库18中(步骤S20)。接着，与先前的实施方式的步骤S40 —样，人4对于想要搅拌的动作，通过人4实 际把持机器人手臂5而使机器人手臂5移动，使机器人手臂5执行搅拌动作，人4利用动作 选择部27，从机器人手臂5的作业的一览选择与想要搅拌的动作对应的搅拌作业，通过动 作选择部27将所选择的作业在动作信息数据库17B的进程信息中作为当前的作业来设定 (步骤S21)。接着，在动作信息数据库17B的进程信息中设定当前的作业时，动作矫正部20为 了使机器人手臂5按照阻抗控制模式进行动作而向控制参数管理部21发出动作指令，设成 阻抗控制模式，人4边把持边将机器人手臂5引导至锅3附近(步骤S22)，利用数据输入 IF26针对矫正方法设定部23发出搅拌作业开始的指令。接着，动作信息展开部10对上述所选择的作业进行动作模板标志是否有效的判 断(步骤S23)。在没有效的情况下，进入步骤S25，在有效的情况下，进入步骤S24。关于在 所选择的作业为动作参数的情况(步骤S23)(具体而言，在以图24的标志而动作模板信息 有效的情况下，判断所选择的作业是以动作参数所示的动作进行作业的情况)，在步骤S24 中，通过动作信息展开部10，从环境信息和动作参数生成机器人手臂5的手指位置和姿势 和时间的信息。在步骤S25中，通过动作矫正部20的指令，借助控制参数管理部21，通过控制部 22按照位置控制模式使搅拌动作开始(步骤S25)。接着，就所选择的动作而言，在机器人手臂5的手指位置及姿势的信息有效的情 况下，通过控制部22以该值使搅拌作业开始(步骤S25)。接着，用矫正方法设定部23设定矫正方法。具体而言，人输入数据输入IF26，用 矫正方法设定部23从“0”设成“1”，由此借助数据输入IF26及矫正方法设定部23，在动作 信息数据库17B中，将有无矫正的标志的信息从“0”设成“1”，用矫正方法设定部23进行 使矫正开始等的设定(步骤S26)。在设成有矫正的情况(有无矫正的标志被从“0”设成 “1”的情况)下，动作矫正部20接受从矫正方法设定部23输出的有无矫正的标志“1”的信 息，为了按照混合阻抗控制模式进行动作而向控制参数管理部21发出指令，设成混合阻抗 控制模式(步骤S27)。控制部22接受来自控制参数管理部21的混合阻抗控制模式的动作 指令，借助输入输出IF24，从电机驱动器25向电机43及62输入控制指令值，机器人手臂5 开始按照混合阻抗控制模式的动作。需要说明的是，在设为无矫正的情况(有无矫正的标 志没有变更仍为“0”的情况、或者有无矫正的标志被从“1”设成“0”的情况)下，动作矫正 部20为了按照位置控制模式进行动作而向控制参数管理部21发出指令，设成位置控制模 式，以后以没有矫正且按照位置控制模式使机器人手臂5进行动作。接着，按照矫正参数，为了对混合阻抗控制模式时的按照阻抗控制模式的动作进 行约束，进行阻抗参数的设定或由阻抗计算部51输出的机器人手臂5的手指位置及姿势目 标矫正输出rd,的设定(步骤S28)。上述阻抗参数的设定如上所述，借助数据输入IF26及 矫正方法设定部23，从动作矫正部20向控制参数管理部21输入将想要矫正的矫正参数标 志设为“1”那样的指令。另外，在设定由阻抗计算部51输出的手指位置及姿势目标矫正输 出时，对应于从控制参数管理部21向阻抗计算部51输入的矫正参数，对从阻抗计算部 51向位置误差计算部80输出的手指位置及姿势目标矫正输出的设定进行变更。
47
接着，人4把持机器人手臂5，人4在想要矫正的方向上将力施加给机器人手臂5， 由此，动作矫正部20对动作信息数据库17B的动作信息进行矫正(步骤S29)。接着，经动作矫正部20矫正的动作信息，通过动作存储部15存储在动作信息数据 库17B中(步骤S30)。如上所示，通过具备具有动作模板信息的动作信息数据库17B和环境数据库18， 人4无需生成机器人手臂5的全部轨道，可以有效地作业。进而，通过用矫正参数数据库19 对矫正的动作模板信息的参数类别进行设定，人4可以直接把持机器人手臂5而可以对搅 拌动作的半径等进行简单矫正。需要说明的是，在上述第3实施方式中，矫正参数是对动作模板信息的参数进行 了矫正，按照将环境信息半径作为矫正参数而对环境信息的一部分参数(具体而言为锅3 的半径)进行矫正方式来加以指示，可以得到形同的效果。另外，在上述第3实施方式中，矫正参数是对动作模板信息的参数(具体而言为搅 拌动作的半径)进行了矫正，但也可以与第1实施方式一样，对搅拌的高度进行矫正。(第4实施方式)本发明的第4实施方式中的、机器人手臂5的控制装置70的基本构成，与第1实 施方式及第3实施方式的情况一样，所以省略对共有部分的说明，以下仅对不同的部分进 行详细说明。如图33(a)(图33(d)是从上方看图33(a)得到的图)所示，以使用机器人系统1 的机器人手臂5对锅3以锯齿状实施搅拌的作业的情况为例加以说明。图34示出进行锯齿状搅拌作业的动作信息数据库17C(在图23的动作信息数据 库17B的位置，代替动作信息数据库17B而配置的动作信息数据库17C)，各参数的定义分别 与第3实施方式的情况相同，省略对它们的说明。动作信息展开部10与第3实施方式的情况一样，使用动作模板信息和来自环境信 息数据库18的环境信息，生成机器人手臂5的手指位置即动作信息数据库17C的位置和姿 势和时间。具体而言，例如，以图34所示的动作信息数据库17C的“作业ID”为“1”且“动 作ID”为“ 1”的情况为例，进行以下的说明。关于“动作ID”为“1”的情况所示的动作信息，图27所示的用32位的数值所示的 标志的第6位为“ 1 ”，剩余全为“0” (仅动作模板信息有效)，“动作模板ID”是“ 1 ”，“时间” 是3秒。以该动作信息执行的动作，是如图26B所示机器人手臂5以锯齿状对锅3中进行 搅拌的动作，在该例中，示出搅拌1个周期(图33(g)所示的“倒V字形”的动作为1个周 期)需要3秒钟的搅拌动作。进而，进行动作的环境信息与第3实施方式的情况一样，“周 边环境”的“环境信息ID”为“1”且“把持物体”的“环境信息ID”为“4”，所以图28A的“环 境信息ID”为“1”的“类别”是“1”、“类另Ij ID”是“1”，因此参照图28B的“类别ID”为“1” 的情况时，示出在中心坐标(0. Im, 0. Im, 0. lm)、半径0. 2m、高度0. 3m的锅3之类的圆筒形 中发挥作用(即，以锯齿状进行搅拌动作)。进而，“环境信息ID”为“4”的“类别”是“1” 且“类别ID”是“2”，所以参照图28B的“类别ID”为“2”的情况时，示出机器人手臂5的手 30把持中心坐标(0. Im, 0. lm, Om)、半径0. 01m、高度0. 2m的勺子9之类的圆筒形的物体。首先，在动作信息展开部10从动作模板信息生成机器人手臂5的手指位置及姿势 信息之前，如图31A所示，人4直接把持机器人手臂5并将其引导至进行搅拌动作的锅3的附近。接着，动作信息展开部10借助数据输入IF26，从矫正方法设定部23接受搅拌作业 开始的指令时，从环境信息数据库18的信息求出搅拌动作的机器人手臂5的手指位置的ζ 轴成分的值。具体而言，在如图31B所示从锅3的底部稍微浮起的位置，实施搅拌动作，将 图31A的机器人手臂5的手指位置Op的ζ坐标设为Opz，将图31B即矫正后的机器人手臂5 的手指位置0P，的ζ坐标设为0PZ，，勺子9和锅3的高度分别通过环境信息数据库18被设为 Ii1 (0. 2m)，锅3的高度被设为h2 (0. 3m)，矫正后的机器人手臂5的手指位置0P，的ζ坐标，根 据式0<=01)2-011-112) + (1并通过动作信息展开部10进行计算。需要说明的是，如果α为 正值，在从锅3的底部稍微浮起的位置，搅拌动作能够得以实现。接着，用动作信息展开部10求出χ坐标及y坐标。具体而言，在如图35A所示保持 了 ζ轴的坐标的状态下，可以实现搅拌的动作。图35B是从上方看锅3得到的图，m(mx，my) 表示锅3的中心坐标，r表示锅3的内侧的半径。这些信息通过上述的信息生成部29在环 境信息数据库18中存储，具体而言，图28B的“类别ID”被存储为“2”。按照坐标Cpl,、Cp2,、 Cp3，的顺序反复至坐标Cpn，，使机器人手臂5的手指位置移动，由此可以实现机器人手臂5的 手指以图35C所示的锯齿状移动的搅拌。具体而言，图35E的θ工表示锅3的圆心角的角度，坐标Cpl，的χ坐标X1和y坐标 I1使用半径r、中心坐标m(mx，my)和角度θ工，根据Xl = rcos θ 1+mx,yi = rsin θ 1+my并通过 动作信息展开部10求出。关于坐标Cp2，，是如下计算得到的值，即，通过动作信息展开部10， 使图25E的坐标2的χ坐标及y坐标的每个分别减去坐标1的χ坐标及y坐标，在通过动 作信息展开部10将上述得到的值(dxl、dx2)与Cpl,的坐标相加而得到。需要说明的是，当利 用上述方法由动作信息展开部10算出的坐标Cp2,，像图35B的坐标Cp22,那样位于锅3的外 边时，作为X2 = rcos θ 2+mx、y2 = rsin θ 2+my,通过动作信息展开部10算出。关于坐标Cp3, 的χ轴及1轴，通过动作信息展开部10，将利用动作信息展开部10从图25E的坐标3减去 坐标2得到的值，与坐标Cp2，相加。关于坐标Cp4，，通过动作信息展开部10，将利用动作信息 展开部10从图25E的坐标2减去坐标3得到的值，与Cp3，相加。坐标Cp5，与坐标Cp3，一样， 作为坐标Cp5，=(坐标3-坐标2)+Cp4，通过动作信息展开部10算出，并且坐标Cp6，与坐标 Cp4，一样，作为Cp6，=(坐标2-坐标3) +Cp5，通过动作信息展开部10算出，依次地，通过动作 信息展开部10分别算出坐标Cp7，、坐标Cp8，、坐标Cp9，。在坐标Cp9，在锅3之外的时点，结束基于动作信息展开部10的计算处理，删除在 锅3之外的坐标Cp9,，成为坐标Cpl,、Cp2,、…Cpr、Cp8,、Cpn,，作为ζ轴的坐标代入上述的Opz,， 由此可以求出坐标。关于时间，图33(g)所示的“倒V字形”的动作1个周期为3秒，例如， 至坐标Cp3,、坐标Cp4,、坐标Cp5,为3秒，所以坐标Cp4,、坐标Cp5,成为3/2秒。从坐标Cp2,至坐 标Cp3，为约1/2周期，所以成为3/2秒。从坐标Cpl，至坐标Cp2，及从坐标Cp8，至坐标Cpn，为 约1/4周期，所以成为3/4秒。由动作信息展开部10生成的坐标Cpl，、Cp2，、. .、Cpn，这9个坐标和各自的时间的信 息，例如，存储在图34的动作信息数据库17C的“作业ID”为“4”的“动作ID”的“1” “9”中。此时，动作信息数据库17C的标志信息，将图27的位置及姿势的位(第0位 第5 位)设为“1”，将其他位设为“0”。进而，矫正参数是将“矫正参数ID”存储为“5”，图29的矫正参数的当中的“动作信息标志”可以对位置及姿势进行矫正，所以将图27的第0位至第5位设为“1”，将其以外 的位设为“0”。“环境信息标志”可以对锅3的半径和中心坐标和高度的信息进行矫正，将 图30的第0、1、2位和第12、13位分别设为“ 1 ”，将其他设为“0”。“动作模板标志”可以对 图28D的参数进行矫正，将图30的第0位 第11位分别设为“1”，将其他设为“0”。动作信息展开部10根据动作模板信息和来自环境信息数据库18的环境信息，算 出机器人手臂5的手指位置及姿势，将图34的“作业ID”为“4”的动作信息存储在动作信 息数据库17C中。根据在动作信息数据库17C中存储的动作信息，动作矫正部20为了按照 位置控制模式执行搅拌作业而向控制参数管理部21发出指令，利用控制部22对机器人手 臂5进行动作控制，可以执行按照位置控制模式的搅拌动作。接着，人4确认锅3中的食材的状况等，如图33 (c)(图33 (f)是从上方看图33 (c) 得到的图)所示，以想要变更成在锅3中以锅3的稍微内侧为中心并以小振幅进行搅拌的 动作的情况为例，对搅拌动作的矫正进行说明。人4与第1实施方式的情况一样，用矫正方法设定部23将有无矫正的标志从“0” 变更为“1”。动作矫正部20接受来自矫正方法设定部23的有无矫正的标志“1”，为了按照 后述的混合阻抗控制模式(边使机器人手臂5按照位置控制模式移动、边使机器人手臂5 在由力检测部53检测出了人4的力的方向上通过阻抗控制进行移动的模式)进行动作，而 从动作矫正部20向控制参数管理部21发出指令。接着，如图33(b)(图33(e)是从上方看图33(b)得到的图)所示，人4直接把持 机器人手臂5，按照用机器人手臂5的手30把持的勺子9对锅3中心附近稍微搅拌的方式， 朝向锅3的内侧将力施加给机器人手臂5时，通过混合阻抗控制模式，边按照位置控制模式 使机器人手臂5移动，边通过阻抗控制模式用力检测部53检测出人4的力并在施加力的方 向上使机器人手臂5在y轴方向上移动，如图33(c)所示可以对搅拌动作进行矫正。需要说明的是，在该例中，为了对搅拌的振幅进行而使其在y轴方向上减小，所以 想要对图25E的坐标2和坐标3进行矫正，因此如图29的“矫正参数ID”为“4”的情况那 样，借助数据输入IF26及矫正方法设定部23，从动作矫正部20向控制参数管理部21发出 对动作模板标志仅将图30的第3 8位设为“1”之类的指令。如此，在改变振幅的情况下， 在该例中，可以设定为仅在χ和y轴方向上通过阻抗控制使机器人手臂5进行动作。就动 作矫正部20而言，从控制部22接受在人4的力的作用下而进行了移动的机器人手臂5的 手指位置的信息，对图25D的动作模板信息的坐标2及坐标3的值进行变更。具体而言，受 到人4的力而机器人手臂5在y轴方向上移动了 ΔΓ时，利用动作矫正部20从坐标3的y 坐标的值减去Δr，利用动作矫正部20使坐标4的y坐标的值与Ar相加。接着，根据该矫 正模板，通过动作信息展开部10再次生成机器人手臂5的手指位置及姿势信息，由此如图 33(c)(图33(f))所示，可以实现在锅3的中心附近以较小的振幅实施搅拌动作。关于以上的动作信息展开部10、动作矫正部20、信息生成部29、动作选择部27、矫 正方法设定部23、动作存储部15、动作信息数据库20、环境信息数据库18、矫正参数数据库 19和控制参数管理部21的动作步骤，与第3实施方式的情况一样，所以省略。如上所述，通过具备动作模板信息和环境数据库18，人4没有必要生成机器人手 臂5的全部轨道，可以有效地作业。进而，利用矫正参数数据库19设定矫正的动作模板信 息的参数类别，由此可以通过人4直接把持机器人手臂5来对搅拌动作的半径等进行简单
50矫正。另外，通过在第1实施方式中说明的动作选择部27，例如，对于图33(g)所示的“倒 V字形”之类的运动，通过人4直接把持机器人手臂5使机器人手臂5进行动作，可以选择 使用以锯齿状进行搅拌的作业。(第5实施方式)本发明的第5实施方式中的、机器人手臂5的控制装置70的基本构成，与第1实 施方式的情况一样，省略对共有部分的说明，以下仅对不同的部分进行详细说明。图36是表示构成机器人系统1的、作为控制对象的机器人手臂5、和机器人手臂5 的控制装置70的详细构成的图。机器人手臂5的控制装置70，如图36的详细构成所示，在 具备控制装置主体部11、生成机器人手臂5的动作的动作生成装置12和周边装置14的第 3实施方式涉及的图23的机器人手臂5的控制装置70中，机器人手臂5、周边装置14、控制 装置主体部11、动作选择部27和矫正方法设定部23，分别与第3实施方式的情况相同，所 以省略对它们的说明。图37示出动作信息数据库17D和作为周边设备信息数据库的一例发挥功能的烹 调设备信息数据库63的一例。动作信息数据库17D与第1实施方式的情况一样，省略其说 明。烹调设备信息数据库63存储有烹调装置6的状况所涉及的信息(烹调设备信 息)。具体而言，“烹调设备信息”具备以与动作ID编号相当的动作对在工作的烹调装置6 进行识别的ID 8卩“设备ID”(用于识别作为设备的烹调装置6所涉及的信息的符号)、表示 烹调装置6的动作状态的“控制ID” (用于识别烹调装置6的动作控制所涉及的信息的符 号)所涉及的信息。例如，图37所示的“设备ID”的“1”表示作为烹调装置6的一例的IH 烹调电炉，“控制ID”的“1001”是作为动作状态的一例的“强火加热”，“控制ID”的“1002” 是作为动作状态的其他例的“中火加热”，“控制ID”的“ 1003”是作为动作状态的再其他例 的“小火加热”，通过后述的信息生成部29生成相应的指令。29是信息生成部，信息生成部29收集在机器人手臂5的周边存在的其他的周边设 备、例如微波炉或IH烹调电炉等烹调装置6的烹调时间或加热调节等烹调设备信息，在烹 调设备信息数据库63中存储。需要说明的是，烹调设备信息，利用信息生成部29通过互联 网28从存在于外部的网页服务器的信息数据库16进行收集。烹调装置6如图36所示构成为具备输入输出部65、控制部66和动作部67。输入 输出部65是与机器人系统1的输入输出接口，与动作矫正部20及信息生成部29连接，进 行烹调装置6的状态所涉及的信息的输入输出。控制部66对应于输入输出部65的烹调装 置6的状态，进行烹调装置6的控制，以动作部67使烹调装置6实际动作。具体而言，在图 1所示的IH烹调电炉6的情况下，从机器人系统1指示加热调节信息，用控制部66按照成 为所输入的加热调节的方式进行控制，用动作部67以该加热调节进行动作。进而，在人4 手动变更加热调节的情况下，通过输入输出部65向机器人系统1发送该加热调节信息。动作矫正部20与第1实施方式的情况一样，在以动作信息数据库17D的位置和姿 势和时间，机器人手臂5按照后述的位置控制模式进行动作的过程中，通过人4向机器人手 臂5施加力，对动作信息数据库17D的动作信息进行矫正。进而，在矫正开始的时刻，对于 与此时在动作的“动作ID”相当的作为周边设备的一例的烹调装置6的“设备ID”的设备，由动作矫正部20取得当前的“控制ID”。由此，动作矫正部20也可以作为取得周边设备所 涉及的信息即周边设备信息的周边设备信息取得部的一例发挥功能。具体而言，例如，在 “设备ID”为“1”的情况下，是IH烹调电炉6，动作矫正部20从IH烹调电炉6的输入输出 部65取得IH烹调电炉6的当前的加热调节的信息。在动作矫正部20所取得的“控制ID” 为“1001” (强火加热)的情况下，将“控制ID”从“1001” (强火加热)变更为“1003” (小 火加热)，将被变更的“控制ID”的信息从动作矫正部20向烹调装置6的输入输出部65发 送。在烹调装置6中，变更为以被输入的加热调节(S卩，该例中进行小火加热的状态)进行 搅拌动作。进而，在搅拌动作的矫正已经结束的时刻(用矫正方法设定部23设定有无矫 正，矫正的开始(有矫正)被设成“1”，与此相对，矫正的结束(无矫正)被设成“0”时，设 成表示矫正的结束(无矫正)的“0”的时刻或时间)，按照返回至原来的加热调节1001的 方式进行设定。与此相对，当在在进行搅拌动作的矫正时，在例如IH烹调电炉6的情况下，通过减 弱加热调节，可以防止食材的烧焦等。需要说明的是，已在矫正时成为1003 (小火加热)，在无法变更为更小的火时，不 再变更加热调节。(第6实施方式)本发明的第6实施方式中的、机器人手臂5的控制装置70的基本构成，与第1实 施方式的情况一样，省略对共有部分的说明，以下仅对不同的部分进行详细说明。需要说明 的是，以下的说明中，比较第1实施方式来进行说明，该第6实施方式可以分别用于第2 5实施方式。在第1实施方式中，说明的是矫正方法设定部23对在动作信息数据库17中存储 的、是进行矫正还是不进行矫正的有无矫正的标志进行设定的情况，以下对可以在动作信 息数据库17中存储的其他设定进行详细说明。在第1实施方式中，说明的是以数据输入IF26切换有无矫正的标志，下面对其他 方法进行说明。与第1实施方式一样，当机器人手臂5按照位置控制模式正在执行搅拌动作时，人 4把持机器人手臂5在想要矫正的方向上施加力。如图38A所示，人4施加给机器人手臂5 的力为某阈值(参照图38A的“t/，)以上，在该矫正方法设定部23判断状态已持续某恒定 时间(参照图38A的“timel”)以上的情况下，通过矫正方法设定部23，将在动作信息数据 库17中存储的有无矫正的标志从“0”切换为“1”，成为能矫正的状态。需要说明的是，此 时，从控制部22 (力检测部53)经过控制参数管理部21和动作矫正部20，按顺序向动作方 法设定部23发送力信息。相反，在矫正方法设定部23判断所施加的力小于阈值的情况下，通过矫正方法设 定部23将在动作信息数据库17中存储的有无矫正的标志从“1”切换成“0”，成为不可矫正 的状态。另外，如图38B所示，在矫正方法设定部23判断瞬时施加了强力的情况下，所施加 的力为阈值(参照图38B的“t/，)以上，在矫正方法设定部23判断施加力的时间短的情况 (参照图38B的“time2”)下，成为不能通过矫正方法设定部23进行矫正。这在冲撞等瞬 时将大力施加给机器人手臂5的情况下，可以防止错误矫正机器人手臂5的动作。
综上，可以不使用按钮等数据输入IF26而通过矫正方法设定部23来切换矫正的有无。进而，在利用动作矫正部20进行了某矫正之后，在人4通过数据输入IF26将有无 矫正的标志从“1”返回至“0”的情况下，或者在矫正方法设定部23判断人4的力小于某阈 值的情况下，矫正方法设定部23判断矫正已结束，而矫正结束时，可以将设定动作信息的 模式进一步存储在动作信息数据库17中，所述动作信息为是以矫正后的运动进行动作还 是进行矫正前的动作的矫正后的动作信息。对于图39的模式的第2栏所示的“矫正后是矫 正的动作还是原来的动作”的标志，当在矫正后为“矫正的动作”时，设为“1”，当矫正后返 回至“原来的动作”时，设为“0”，在动作信息数据库17中存储。通过该设定，例如，将在动 作信息数据库17存储的“矫正后是矫正的动作还是原来的动作元的动作”的标志设为“0” 时，仅在人4把手施向机器人手臂5时，对机器人手臂5的动作进行矫正，在人4让手远离 机器人手臂5时，可以通过动作矫正部20使机器人手臂5返回至原来的动作。换言之，仅 在人4把手施向机器人手臂5期间，可以进行内部其他动作。进而，作为其他例子，在用动作矫正部20进行了某矫正之后，以矫正后的动作使 机器人手臂5进行动作时，也可以代替原来的动作，设定是以已矫正的动作使机器人手臂 5进行动作(覆盖模式)还是使机器人手臂5以原来的动作和矫正后的动作交替进行动作 (插入模式)，而在动作信息数据库17中存储。对于图39的模式的第3栏所示的“覆盖？ 插入？，，的标志，将“覆盖模式”的情况设为“ 1 ”，将“插入模式”的情况设为“0”，在动作信 息数据库17中存储。通过该设定，例如，当在动作信息数据库17存储的“覆盖？插入？ ”的 标志被设成“0”时，可以使矫正前的动作和矫正后的动作交替动作。进而，在利用动作信息数据库17进行动作的过程中，当动作矫正部20正在进行矫 正时，在机器人手臂5的动作过快的情况下，人4难以直接把持机器人手臂5，机器人手臂5 以某速度以上进行动作，人4向机器人手臂5施加力而进行矫正时，或者，对“有无矫正”的 标志设成“1”时(有矫正的情况)，设定将机器人手臂5的速度降低至某阈值以下或降低 速度的动作速度的动作信息，在动作信息数据库17中存储。对于图39的模式的第4栏的 “低速？非低速？，，的标志、将“为低速”的情况设为“ 1 ”，将“非低速”情况设为“0”，在动作 信息数据库17中存储。通过该设定，在机器人手臂5的动作过快而人4无法把持机器人手 臂5的情况下，在动作信息数据库17中存储的“低速？非低速？ ”的标志被设为“1”时，可 以使机器人手臂5的动作低速进行，人4能够安全把持机器人手臂5，而可以对机器人手臂 5的动作进行矫正。需要说明的是，各设定可以通过数据输入IF26由人4对动作信息数据库17如上 所述进行设定，也可以在系统出厂时预先由制造商等对动作信息数据库17如上所述进行 设定。如第1实施方式或第3实施方式所示，在机器人手臂5接受人4的力而进行动作 时，动作矫正部20接受从矫正方法设定部23输出的有无矫正的标志“1”，为了使机器人手 臂5按照混合阻抗控制模式(边按照位置控制模式使机器人手臂5移动、边在已检测出人 4的力的方向上通过阻抗控制使机器人手臂5移动的模式)进行动作，而向控制参数管理 部21发出指令。此时，当在动作信息数据库17中存储的“低速？非低速？，，的标志被矫正 方法设定部23设成“1”时，动作矫正部20为了使按照混合阻抗控制模式的在位置控制时
53的机器人手臂5的动作低速进行，就已较大设定动作信息数据库17的“时间”的值(例如 成为2倍的值等)的动作信息，向控制参数管理部21发出指令。由此，在位置控制时的动 作的速度被变更为低速。在以上的设定之后，如第1实施方式或第3实施方式所示，人4直接把持机器人手 臂5，进行机器人手臂5的动作的变更。接着，通过矫正方法设定部23的、在机器人手臂5的动作的矫正之后是变更为矫 正的动作还是返回至原来的动作的设定，设定为返回至原来的动作时(“矫正后是矫正的动 作还是原来的动作”的标志为“0”的情况)，在矫正已结束时(有无矫正的标志返回至“0” 时)，在第1实施方式的情况下，通过动作矫正部20，将矫正的Z成分的差值即△ ζ (ζ轴方 向的矫正值)与动作信息的全部ζ坐标的值相加，通过动作存储部15在动作信息数据库17 的动作信息中存储。当变更为已矫正的动作时(“矫正后是矫正的动作还是原来的动作”的 标志为“1”的情况)，进而当为矫正方法设定部23的覆盖模式(“覆盖？插入？”的标志为 “1”的情况)时，利用动作矫正部20从动作信息的全部ζ坐标的值减去ΔΖ得到的动作信 息，通过动作存储部15在动作信息数据库17中存储。具体而言，关于图3的“作业ID”为 “3”的全部行，利用动作矫正部20使机器人手臂5的手指位置的ζ坐标减去Δ z，并通过动 作存储部15在动作信息数据库17中存储。在是插入模式(“覆盖？插入？ ”的标志为“0” 的情况)的情况下，利用动作存储部15，对于动作信息数据库17的动作信息中原来的动作 (例如，图3的“作业ID”为“3”的8行的动作)的后面的行，将利用动作矫正部20使原来 的动作的各位置中的ζ坐标减去ΔΖ得到的值追加8行。需要说明的是，在插入模式的情 况下，在原来的动作之后，插入已矫正的动作，所以在原来的动作和已矫正的动作的接合的 时间短的情况下，会紧急切换动作。此时，通过动作矫正部20，延长切换动作的时间，由此低 速切换成为可能。进而，通过动作矫正部20，与切换的“动作ID”所示的动作信息相同，在 动作进行1行之后马上拷贝，切换时，插入这样的动作，由此可以插入利用该位置信息停止 的动作，可以防止急速的切换。综上，通过人4向机器人手臂5施加的力的状态，切换机器人手臂5的动作的有无 矫正，由此可以在不使用按钮等的情况下，对机器人手臂5的动作进行简单矫正，进而，在 机器人手臂5与人4或其他物体冲撞等时，能够不对机器人手臂5的动作进行错误矫正。进 而，对于矫正后的动作，通过设定覆盖或插入来进行下述的切换，即仅进行矫正后的动作、 或者组合矫正前和矫正后的动作而使机器人手臂5进行动作的切换。进而，在想要设成使 矫正中的机器人手臂5的动作低速进行时，当机器人手臂5的动作过快而人4无法把持机 器人手臂5时，通过使机器人手臂5的动作低速进行，可以使人4安全把持机器人手臂5而 对机器人手臂5的动作进行矫正。(第7实施方式)本发明的第7实施方式中的、机器人手臂5的控制装置70的基本构成，与第1实 施方式的情况一样，省略对共有部分的说明，以下仅对不同的部分进行详细说明。在该第7实施方式中，如图40所示，以在元件生产的工厂内将螺钉73安装在电视 或DVD录像机等电气设备上的情况为例进行说明。如图40所示，机器人系统1的机器人手臂5，设置在例如工厂内的作业台桌子等作 业台7的壁面7a，机器人手臂5的基端被在壁面7a固定的导轨8以可以移动的方式支承，
54在导轨8上，机器人手臂5可以在沿着导轨8的横向例如水平方向上，在人4的力的作用下 移动。上述机器人系统1是在工厂内进行机器人手臂5和人4协作而进行的作业、例如 使用作业机器人手臂5在电视或DVD录像机上安装螺钉73的的作业的机器人系统。与第1实施方式一样，首先，人4直接把持或按压机器人系统1的机器人手臂5， 由此人4向机器人手臂5施加力。此外，通过从人4施加给机器人手臂5的力，使机器人系 统1的机器人手臂5沿着导轨8移动，由此使机器人手臂5移动而将其引导至器具71 (在 该例中，表示安装螺钉的电视或DVD录像机的电气设备)的附近。接着，人4在机器人系统1的机器人手臂5的手指即前端的手30上，安装用于将 螺钉73安装在电气设备上的工具、例如电动改锥器具72。电动改锥器具72的动作通过控 制参数管理部21被自动控制。接着，人4对在元件生产的作业台等的侧面等配置的、机器人系统1的操纵盘13 的按钮13a进行按压等，而使用数据输入IF26，由此机器人手臂5工作，开始预先选择的作 业、即从螺钉盒75取出螺钉73并在器具71的螺纹孔71a内安装螺钉73的作业。以下，作 为一例，首先，说明通过机器人手臂5进行螺钉73的安装作业的情况。接着，机器人手臂5通过用手30把持的电动改锥72进行螺钉73的安装作业时， 人4确认螺钉73的安装状态，人4向机器人手臂5施加力，进行螺钉73的紧固方法或者螺 钉73的位置的调整等动作，由此利用通过动作存储部15在动作信息数据库17中存储的信 息，用后述的动作选择部27选择最佳的螺钉73的安装作业，按照在后述的显示部2显示的 矫正步骤，人4直接把持或按压机器人系统1的机器人手臂5，由此在想要矫正的方向上对 机器人手臂5施加力，对机器人系统1的机器人手臂5的动作进行矫正。导轨8配置在作业台7的壁面7a，在是没有壁面的作业台的情况下，与第1实施方 式一样设置在顶棚面或作业台的顶板侧面等适于作业的场所。进而，操纵盘13固定在作业台7的侧面，可以是能远程操作的遥控来代替操纵盘 13。图41是表示构成机器人系统1的、作为控制对象的机器人手臂5、和机器人手臂5 的控制装置70的详细构成的图。机器人手臂5的控制装置70，如图41的详细构成所示，具备控制装置主体部11、 生成机器人手臂5的动作的动作生成装置12、周边装置14、和螺钉位置检测部。在图41中， 机器人手臂5、周边装置14、控制装置主体部11、动作选择部27和矫正方法设定部23，分别 与第1实施方式的情况相同，所以省略对它们的说明。图42所示的动作信息数据库17E，是与第1实施方式的动作信息数据库17或第2 实施方式的动作信息数据库17A相当的动作信息数据库，机器人手臂5的在某时间的位置 及姿势等动作所涉及的信息且由后述的信息生成部29生成的信息，在动作信息数据库17E 中存储。进而，环境信息数据库18A是机器人手臂5和人4协作而进行作业时的机器人手 臂5的环境所涉及的信息，例如存储有电动改锥等器具72或电气设备等器具71、螺钉73等 机器人手臂5进行动作时所必需的道具等构件所涉及的信息，由后述的信息生成部29生成 环境信息，通过信息生成部29在环境信息数据库18中存储。
矫正参数数据库19A是用后述的动作矫正部20对动作信息数据库17E的动作信 息进行矫正时的应该矫正的参数的类别所涉及的信息，由信息生成部29生成，通过信息生 成部29在矫正参数数据库19中存储。接着，对动作信息数据库17E的详细内容进行说明。动作信息数据库17E例如是图42所示的机器人手臂5的动作所涉及的信息，“作业 ID”、“动作ID”、“位置姿势”、“力”、“标志，，、“手”、“时间，，、“矫正参数标志，，、和，，进程信息”， 分别与第1实施方式及第2实施方式的情况相同，所以省略对它们的说明。图42的动作信息数据库17E的“环境信息ID” (用于识别环境信息的符号)，由 2种“环境信息ID”构成。由其中的第1个“环境信息ID”表示的“周边环境”所涉及的信 息，是机器人手臂5发挥作用的周边环境所涉及的信息，例如，在机器人手臂5实施螺钉73 的安装作业的情况下，表示器具71或器具71的螺纹孔71a的位置及大小等信息。第2个 “环境信息ID”的“把持物体”所涉及的信息，是机器人手臂5把持的物体所涉及的信息，例 如在机器人手臂5实施螺钉73的安装作业的情况下，表示机器人手臂5把持的电动改锥72 等的动作信息。各“环境信息ID”是后述的如图43A所示的“环境信息ID”中的任意值，是 表示在何种环境下进行动作的信息。环境信息数据库18例如是图43A所示的机器人手臂5的动作环境所涉及的信息， 构成为具备表示对环境进行识别的环境信息ID编号的“环境信息ID”、表示该环境信息的 类别的“类别”、和用于识别各类别的“类别ID”。对应于环境信息的“类别”，分别由图43B、 图43D和图43F所示的信息构成。S卩，在图43A的环境信息的“类别”为“ 1”的情况下，参 照图43B的表；在图43A的环境信息的“类另ij”为“2”的情况下，参照图43D的表；在图43A 的环境信息的“类别”为“3”的情况下，参照图43F的表。例如，在图43A的环境信息的“类 别”为“ 1且“类别ID”为“ 1 ”的情况下，对应于图43B的表的“类别ID”为“ 1 ”的情况，将 该已一致的值(中心坐标C1、半径、高度Ill、中心坐标C2、半径r2、高度h2)作为该“环境信 息ID”的环境信息。例如，图43B是表示图43C所示的物体的信息，通过该信息，可以近似地表示螺钉 73或电动改锥72等。在图43A的环境信息的“类别”为“2”且“类别ID”为“ 1 ”的情况下，对应于图43D 的表的“类别ID”为“1”的情况，将该已一致的值(坐标1、坐标2、坐标3、高度)作为该 “环境信息ID”的环境信息。是表示图43E所示的长方体的信息，通过该信息，可以近似地 表示作业台7上的TV或DVD录像机等电气设备71、或者容纳有螺钉73的螺钉盒75、或者 作业台7等。具体而言，长方体的上面由上面的、某1点的坐标(在图43E中是上面的1个 角部的“坐标2”)、与该坐标(在图43E中是上面的1个角部的“坐标2”)相邻的2个点的 坐标(在图43E中是与上面的上述角部“坐标2”相邻的2个角部的“坐标1”和“坐标3”) 表示，还具备与该上面正交的方向的高度的信息而构成。在图43A的环境信息的“类别”为 “3”且“类别ID”为“1”的情况下，对应于图43F的“类别ID”为“1”的情况，将该已一致的 值(中心坐标、半径)作为该“环境信息ID”的环境信息。图43F是图43G所示的圆所涉及 的信息，通过该信息，可以近似地表示例如TV或DVD录像机上部的螺纹孔71a等。具体而 言，由圆的中心坐标和半径的信息构成。返回至图41，29是信息生成部。信息生成部29根据来自后述的外部(互联网28等)的输入信息、来自数据输入IF26的输入信息和来自控制参数管理部21的输入信息，生 成动作信息数据库17E的动作信息、环境信息数据库18A的环境信息和矫正参数数据库19A 的矫正参数，分别向动作信息数据库17E、环境信息数据库18A和矫正参数数据库19A输出。环境信息数据库18A例如分别在螺钉73、电动改锥72、TV或DVD录像机等电气设 备71、进行作业的作业台7等上附上RFID标签，用标签检测器分别检测出这些物体的位置。 进而，利用信息生成部29，通过互联网28从存在于外部的网页服务器的信息数据库16收集 物体的尺寸信息，在环境信息数据库18A中存储。需要说明的是，作为信息生成部29的其他例，可以利用相机等图像摄像装置对环 境进行摄影，在得到的图像数据和预先存储的物体的图像之间进行模型匹配处理，抽取物 体的尺寸或物体的位置，在环境信息数据库18A中存储。进而，作为信息生成部29的其他例，可以使用超声波标签系统，在物体上设置超 声波发信机，用顶棚等上具备的多个超声波接收机来接收由超声波发信机发出的超声波， 从超声波的到达时间差算出超声波发信机的3维位置(3维位置坐标的值)，在环境信息数 据库18A中存储。关于动作信息数据库17E的机器人手臂5的手指位置及姿势所涉及的信息，在由 后述的动作信息展开部10根据环境信息数据库18生成了之后，作成机器人手臂5的手指 位置和姿势和时间的信息，在动作信息数据库17E中存储。动作信息展开部10，从环境信息数据库18A生成机器人手臂5的手指位置即动作 信息数据库17E的位置和姿势和时间的动作信息。具体而言，生成从图40的螺钉盒75取 出螺钉73并移动至电气设备71上的螺纹孔71a、从上部将螺钉73安装于螺纹孔71a的轨 迹。已生成的轨迹(位置和姿势)与时间一起存储在动作信息数据库17E中。接着，说明人4确认螺钉73的安装作业的状况等并按照稍微强力地进行紧固的方 式对动作进行矫正的情况。人4与第2实施方式的情况一样，使用数据输入IF26，用矫正方法设定部23将有 无矫正的标志从“0”变更为“1”，进而，仅对矫正参数的ζ轴方向的力进行矫正，所以从矫正 方法设定部23借助动作矫正部20向控制参数管理部21发出仅使图16的矫正参数的第8 位为“1”的控制指令。控制参数管理部21在矫正参数的第6 11位(力成分)中的任意 为“1”时，与第2实施方式一样，向控制部22发出按照高刚性位置控制模式进行动作之类 的控制指令。在向该控制部22发出指令时，可以通过高刚性位置控制模式按不同方向设定位 置控制时的高刚性，所以从控制参数管理部21向控制部22发出下述的控制指令，即从机器 人手臂5仅在ζ轴方向上按照高刚性位置控制模式进行动作、机器人手臂5在其他方向上 按照通常的位置控制模式进行动作之类的控制指令。此外，控制部22根据上述控制指令， 用机器人手臂5把持的电动改锥72将螺钉73安装在螺纹孔71a上，同时对螺钉73的安装 作业进行控制。将由控制部22的力检测部53检测出的力，借助控制参数管理部21通知给动作矫 正部20。此外，动作矫正部20将动作信息数据库17A的ζ轴方向的力，置换成动作矫正部 20通知的力，通过动作存储部15在动作信息数据库17E中存储，根据所存储的信息使机器 人手臂5进行动作，由此可以对机器人手臂5的动作进行矫正而强力地进行螺钉73的安装
57作业。在如此机器人手臂5进行螺钉73的安装作业的情况下，且在机器人手臂5进行强 力紧固螺钉73的动作的情况下，人4直接把持机器人手臂5，将力施加给朝向螺纹孔71a并 向下方进行螺钉73的安装作业的机器人手臂5，即人4把其想要施加的力施加给机器人手臂5。需要说明的是，也同样可以适用在再利用工厂卸下电视或空调等的螺钉的情况。 另外，在拧松螺钉的情况下，通过稍微施加力，同样可以进行矫正。进而，在利用信息生成部 29生成环境信息数据库17E时，各环境信息的检测精度差，所以在机器人手臂5在不同于 螺纹孔的场所紧固螺钉之类的误动作、或者机器人手臂5的前端冲撞螺钉盒75而机器人手 臂5停止的情况下，与第1实施方式一样，通过人4矫正机器人手臂5的手指位置，而可以 简单地避免误操作。需要说明的是，在上述第3实施方式等中，作业步骤信息是通过互联网28收集的， 还可以用信息生成部29从SD卡等存储器或DVD等介质收集。进而，在上述各实施方式中是以机器人手臂5为例进行了说明，但本发明并不限 于手臂，还可以用于通过轮子活动的移动机器人、或者2足步行机器人、多足步行机器人 等，关于移动机器人等和人的接触，发挥相同的效果。需要说明的是，在各实施方式中，动作选择部27、动作存储部15、动作矫正部20、 矫正方法设定部23、控制参数管理部21、控制部22、信息生成部29和动作信息展开部10等 每个、或者其中的任意的一部分，其自身由软件构成。例如，作为具有构成本申请说明书的 各实施方式的控制动作的步骤的计算机程序，以可以读取的方式在存储装置(硬盘等)等 记录介质中存储，将该计算机程序读入计算机的临时存储装置(半导体存储器等)并使用 CPU来执行，由此执行上述的各步骤。另外，在通过IS010218-1而人和机器人安全协调动作时，速度或力、功率等的限 制被标准化。即便在本实施方式中，也可以使速度或力、功率遵照标准设置对它们进行限制 的限制部。进而，在各实施方式中，使用力检测部来检测人施加的力，由此对机器人手臂5进 行了操作，但可以通过由接触传感器检测人施加的力、或使用相机等检测人的手指位置，得 到人操作的操作轨迹，而进行矫正。另外，在各实施方式中，人直接把持机器人手臂进行了操作，但也可以使用例如示 教器等遥控、或用于远程示教的操作用机器人手臂等来操作。进而，通过适当组合上述各实施方式中的任意实施方式，可以发挥各自的效果。工业上的利可用性本发明作为对工业用机器人或家庭用机器人等人和机器人协作而进行作业时的 机器人手臂的动作进行控制的、机器人手臂的控制装置及控制方法、机器人、机器人手臂的 控制程序、及机器人手臂控制用集成电子电路是有用的。另外，不限于家庭用机器人，还可 以用作工业用机器人、在再利用工厂进行拆卸的工业用机器人、在进行元件生产的工厂运 转的机器人、生产设备等中的可动机构的机器人手臂的控制装置及控制方法、具有机器人 手臂的控制装置的机器人、及机器人手臂的控制程序。本发明参照附图对优选的实施方式进行了充分记述，但对于熟悉该技术的人来说，自然会进行各种变形或修正。这样的变形或修正只要未超出基于技术方案的本发明的 范围，就可以理解为被本发明所包含。
权利要求
一种对机器人手臂的动作进行控制的机器人手臂的控制装置，其中，具备信息取得部，其从将与所述动作对应的、所述机器人手臂的位置、姿势和速度中的至少1个以上以时间序列作为动作信息而存储的动作信息数据库取得所述动作信息，并且，取得人操作所述机器人手臂而对所述机器人手臂的所述动作进行矫正时的所述机器人手臂的位置、姿势和速度中的至少1个以上的矫正动作信息；位置控制部，其控制所述机器人手臂根据所述动作信息进行移动；和动作矫正部，其在一边用所述位置控制部进行控制一边使所述机器人手臂移动的中途，对应于由所述信息取得部取得的各个时间上的矫正动作信息，对所述动作信息进行矫正；根据由所述动作矫正部矫正的所述动作信息，对所述机器人手臂的所述动作进行控制。
2. 一种对机器人手臂的动作进行控制的机器人手臂的控制装置，其中，具备信息取得部，其从将与所述动作对应的、作为所述机器人手臂施加给对象物的力的时 间序列的动作信息而存储的动作信息数据库取得所述动作信息，并且，取得人操作所述机 器人手臂而对所述机器人手臂的所述动作进行矫正时所述机器人手臂施加的力所涉及的 矫正动作信息；力控制部，其一边以所述动作信息的力按压对象物一边进行控制；和 动作矫正部，其在利用所述力控制部进行控制的中途，对应于由所述信息取得部取得 的各个时间上的矫正动作信息，对所述动作信息进行矫正；根据由所述动作矫正部矫正的所述动作信息，对所述机器人手臂的所述动作进行控制。
3.根据权利要求1或者2所述的机器人手臂的控制装置，其中，还具备对施加给所述机器人手臂的所述人的力进行检测的力检测部，所述信息取得部 对应于由所述力检测部检测出的所述人的力来取得所述矫正动作信息。
4.根据权利要求1或者3所述的机器人手臂的控制装置，其中，由所述信息取得部取得的所述动作信息包括用于生成所述机器人手臂的所述动作的 几何学动作的模板信息，所述机器人手臂的控制装置具备取得所述机器人手臂的动作环境所涉及的环境信息的环境信息取得部、和 根据所述环境信息从所述动作信息所含的所述动作的模板信息生成所述机器人手臂 的所述动作信息的动作信息展开部，进而，所述信息取得部，在按照由所述动作信息展开部展开的所述动作信息由所述位 置控制部进行控制的同时使所述机器人手臂移动的中途，对应于由所述信息取得部取得的 各个时间上的所述矫正动作信息，对所述动作的所述模板信息进行矫正，进而根据通过所 述动作信息展开部从所述动作矫正部矫正的所述模板信息生成的所述动作信息，对所述机 器人手臂的所述动作进行控制。
5.根据权利要求1或者2所述的机器人手臂的控制装置，其中，还具备对所述动作矫正部矫正所述动作信息的矫正方法进行设定的矫正方法设定部， 按照通过所述矫正方法设定部设定的矫正方法，利用所述动作矫正部对所述动作信息进行矫正。
6.根据权利要求5所述的机器人手臂的控制装置，其中，所述矫正方法设定部对示出矫正所述动作信息或不矫正所述动作信息的有无矫正的 信息进行设定，所述动作矫正部参考由所述矫正方法设定部设定的所述有无矫正的信息，在表示所 述动作信息的所述有无矫正的信息要矫正时，通过所述动作矫正部对所述动作信息进行矫 正，另一方面，在表示由所述矫正方法设定部设定的所述有无矫正的信息不要矫正时，不对 所述动作信息进行矫正。
7.根据权利要求5所述的机器人手臂的控制装置，其中，所述矫正方法设定部在利用所述动作矫正部进行了矫正之后，当由所述力检测部检测 出的所述人的力小于阈值时，设定以所述矫正过的动作进行动作、或者返回至所述矫正之 前的动作的矫正方法，所述动作矫正部参考由所述矫正方法设定部设定的所述矫正方法， 在由所述动作矫正部进行了矫正之后，当由所述力检测部检测出的所述人的力小于阈值 时，对是以所述矫正过的动作进行动作还是返回至所述矫正之前的动作进行切换，根据由所述动作矫正部矫正的所述动作信息，对所述机器人手臂的所述动作进行控 制而由所述动作矫正部进行了矫正之后，当由所述力检测部检测出的所述人的力小于阈值 时，以通过所述矫正方法设定部所设定的所述矫正方法切换后的动作对所述机器人手臂的 所述动作进行控制。
8.根据权利要求6所述的机器人手臂的控制装置，其中，所述矫正方法设定部设定为对所述动作信息进行矫正，在用所述动作矫正部进行了矫 正之后，在设定为不对所述动作信息进行矫正的情况下，设定以矫正过的动作进行动作或 者返回至所述矫正之前的动作的矫正方法，所述动作矫正部参考由矫正方法设定部设定的 所述矫正方法，设定为对所述动作信息进行矫正，在由所述动作矫正部进行了矫正之后，在 设定为不对所述动作信息进行矫正的情况下，对是以矫正过的动作进行动作还是返回至所 述矫正之前的动作进行切换，根据由所述动作矫正部矫正的所述动作信息，对所述机器人手臂的所述动作进行控制 而利用所述动作矫正部进行了矫正之后，当设定为不对所述动作信息进行矫正时，以通过 所述矫正方法设定部所设定的所述矫正方法切换的动作，对所述机器人手臂的所述动作进 行控制。
9.根据权利要求5所述的机器人手臂的控制装置，其中，所述矫正方法设定部设定由所述动作矫正部矫正之后的动作覆盖矫正之前的动作而 进行动作或者插入由所述动作矫正部矫正之后的动作而进行动作的矫正方法，所述动作矫正部参考由矫正方法设定部设定的所述矫正方法，对由所述动作矫正部矫 正之后的动作覆盖矫正之前的动作而进行动作或插入由所述动作矫正部矫正之后的动作 而进行动作进行切换，根据由所述动作矫正部矫正的所述动作信息，对所述机器人手臂的所述动作进行控制 而由所述动作矫正部进行了矫正之后，以通过所述矫正方法设定部所设定的所述矫正方法 而切换的动作，对所述机器人手臂的所述动作进行控制。
10.根据权利要求9所述的机器人手臂的控制装置，其中，在利用所述矫正方法设定部的所述矫正方法中，当设定为由所述动作矫正部矫正之后 的动作覆盖而进行动作时，所述动作矫正部在将矫正后的所述动作信息插入矫正前的所述动作信息时，在矫正前 和矫正后的动作的接合部分，按照使矫正后的动作的接合部分与所述接合部分以外的部分 相比速度更低或停止的方式对动作进行矫正。
11.根据权利要求5所述的机器人手臂的控制装置，其中，所述矫正方法设定部，在切换成人直接把持所述机器人手臂而操作所述机器人手臂进 行矫正的动作时，设定是否进行速度比切换前的所述动作的速度低的动作的矫正方法，所述动作矫正部参考由矫正方法设定部设定的所述矫正方法，在人直接把持所述机器 人手臂来操作所述机器人手臂时，对是否使所述机器人手臂的所述速度低于操作前进行切 换，根据由所述动作矫正部矫正的所述动作信息，对所述机器人手臂的所述动作进行控制 的情况下，人直接把持所述机器人手臂来操作所述机器人手臂时，以通过所述矫正方法设 定部所设定的所述矫正方法切换的动作，对所述机器人手臂的所述动作进行控制。
12.根据权利要求1所述的机器人手臂的控制装置，其中，还具备取得要矫正的参数的类别的矫正参数类别取得部，所述要矫正的参数的类别 是在对所述动作信息进行矫正时，按方向的不同决定所述动作信息的所述机器人手臂的位 置、姿势和速度中的至少1个以上的类别，在所述动作矫正部对所述动作信息数据库的所述动作信息进行矫正时，参考由所述矫 正参数取得部取得的所述要矫正的参数的类别，所述动作矫正部仅对由所述要矫正的参数 的类别决定的所述矫正参数进行矫正。
13.根据权利要求1所述的机器人手臂的控制装置，其中，还具备取得要矫正的参数的类别的矫正参数类别取得部，所述要矫正的参数的类别是 在对所述动作信息进行矫正时，按方向的不同决定所述动作信息的位置、姿势和速度的至 少1个以上的类别，在所述动作矫正部对所述动作信息数据库的所述动作信息进行矫正时，参考由所述矫 正参数取得部取得的所述要矫正的参数的类别，所述动作矫正部仅对由所述要矫正的参数 的类别决定的所述矫正参数进行矫正。
14.根据权利要求2所述的机器人手臂的控制装置，其中，还具备取得要矫正的参数的类别的矫正参数类别取得部，所述要矫正的参数的类别是 在对所述动作信息进行矫正时，按方向的不同决定所述动作信息的所述力所涉及的信息的 类别，在所述动作矫正部对所述动作信息数据库的所述动作信息进行矫正时，参考由所述矫 正参数取得部取得的所述要矫正的参数的类别，所述动作矫正部仅对由所述要矫正的参数 的类别决定的所述矫正参数进行矫正。
15.根据权利要求4所述的机器人手臂的控制装置，其中，还具备取得要矫正的参数的类别的矫正参数类别取得部，所述要矫正的参数的类别是 在对所述动作信息进行矫正时，对构成所述动作信息的所述动作的模板信息的各参数的类 别进行决定，在所述动作矫正部对所述动作信息数据库的所述动作信息进行矫正时，参考由所述矫 正参数取得部取得的所述要矫正的参数的类别，所述动作矫正部仅对由所述要矫正的参数 的类别决定的所述矫正参数进行矫正。
16.根据权利要求13 15中任意一项所述的机器人手臂的控制装置，其中，所述动作矫正部根据所述矫正参数的所述类别，对应于由所述力检测部检测出的所述 人的力，按照约束所述机器人手臂的动作的方式对所述动作信息数据库的所述动作信息进 行矫正。
17.根据权利要求13 15中任意一项所述的机器人手臂的控制装置，其中， 还具备将所述动作信息和所述矫正参数的所述类别建立关联并作成的信息生成部。
18.根据权利要求13 15中任意一项所述的机器人手臂的控制装置，其中， 具有在所述动作矫正部进行动作矫正时显示所述矫正参数的显示部。
19.根据权利要求2所述的机器人手臂的控制装置，其中，还具备在人直接把持所述机器人手臂来操作所述机器人手臂时切换成所述机器人手 臂不会因人的操作而移动接触的高刚性位置控制模式的控制部，在所述动作矫正部对所述动作信息中力的信息进行矫正时，从一边以所述动作信息的 力按压对象物一边进行控制的模式，变更为所述高刚性位置控制模式，对所述动作信息中 的力的信息进行矫正。
20.根据权利要求1所述的机器人手臂的控制装置，其中，所述动作矫正部在一边以所述位置控制部进行控制一边使所述机器人手臂移动的中 途，进行所述动作信息的矫正时，切换成所述机器人手臂通过人的操作来移动这样的控制 模式而进行矫正。
21.根据权利要求1或者2所述的机器人手臂的控制装置，其中， 还具备存储由所述动作矫正部矫正过的动作的动作存储部，所述动作存储部的存储开始时间，是在开始所述矫正后经过了某段时间之后开始的。
22.根据权利要求3所述的机器人手臂的控制装置，其中， 还具备存储由所述动作矫正部矫正过的动作的动作存储部，所述动作存储部的所述存储开始时间，是在由所述力检测部检测出的所述人的力达到 某阈值以上时开始的。
23.根据权利要求3所述的机器人手臂的控制装置，其中， 所述动作信息取得部取得多个所述动作信息，所述机器人手臂的控制装置还具备从由所述动作信息取得部取得的所述多个动作信 息中、对应于由所述力检测部检测出的所述人的力来选择动作信息的动作选择部， 所述动作矫正部对由所述动作选择部选择的所述动作信息进行矫正。
24.根据权利要求3所述的机器人手臂的控制装置，其中，所述矫正方法设定部对应于由所述力检测部检测出的人的力来决定对所述动作信息 进行矫正还是不进行矫正的切换。
25.根据权利要求1或者2所述的机器人手臂的控制装置，其中，具备在所述机器人手臂的周边存在的其他周边设备和取得作为所述周边设备所涉及 的信息的周边设备信息的周边设备信息取得部，所述动作矫正部，在对所述动作信息进行矫正时，对所述周边设备进行控制。
26.—种对机器人手臂的动作进行控制的机器人手臂的控制方法，其中，包括如下的步骤通过信息取得部从将与所述动作对应的、所述机器人手臂的位置、姿势和速度中的至 少1个以上以时间序列作为动作信息存储的动作信息数据库取得所述信息，并且，利用所 述信息取得部取得人操作所述机器人手臂而对所述机器人手臂的所述动作进行矫正时的 所述机器人手臂的位置、姿势和速度中的至少1个以上的矫正动作信息， 利用位置控制部来控制所述机器人手臂根据所述动作信息进行移动， 在一边利用所述位置控制部进行控制一边使所述机器人手臂移动的中途，对应于由所 述信息取得部取得的各个时间上的矫正动作信息，利用动作矫正部对所述动作信息进行矫 正，根据由所述动作矫正部矫正的所述动作信息，对所述机器人手臂的所述动作进行控制。
27.一种机器人，其中，具备 所述机器人手臂、和对所述机器人手臂进行控制的权利要求1、2、6 15、19、20、22 24中任意一项所述 的机器人手臂的控制装置。
28.—种对机器人手臂的动作进行控制的机器人手臂的控制程序，用于使计算机执行 如下的步骤，即通过信息取得部从将与所述动作对应的、所述机器人手臂的位置、姿势和速度中的至 少1个以上以时间序列作为动作信息存储的动作信息数据库取得所述信息，并且，利用所 述信息取得部取得人操作所述机器人手臂而对所述机器人手臂的所述动作进行矫正时的 所述机器人手臂的位置、姿势和速度中的至少1个以上的矫正动作信息， 利用位置控制部来控制所述机器人手臂根据所述动作信息进行移动， 在一边利用所述位置控制部进行控制一边使所述机器人手臂移动的中途，对应于由所 述信息取得部取得的各个时间上的矫正动作信息，利用动作矫正部对所述动作信息进行矫 正，根据由所述动作矫正部矫正的所述动作信息，对所述机器人手臂的所述动作进行控制。
29.—种对机器人手臂的动作进行控制的集成电子电路，其中，具备信息取得部，其从将与所述动作对应的、所述机器人手臂的位置、姿势和速度中的至少 1个以上以时间序列作为动作信息而存储的动作信息数据库取得所述动作信息，并且，取得 人操作所述机器人手臂而对所述机器人手臂的所述动作进行矫正时的所述机器人手臂的 位置、姿势和速度中的至少1个以上的矫正动作信息；位置控制部，其控制所述机器人手臂根据所述动作信息进行移动；和 动作矫正部，其在一边利用所述位置控制部进行控制一边使所述机器人手臂移动的中途， 对应于由所述信息取得部取得的各个时间上的矫正动作信息，对所述动作信息进行矫正； 根据由所述动作矫正部矫正的所述动作信息，对所述机器人手臂的所述动作进行控制。
全文摘要
本发明提供一种机器人手臂(5)的控制装置(70)，具备存储有机器人手臂的动作所涉及的信息的动作信息数据库(17)、对人(4)的力进行检测的力检测部(53)、和对应于人力对动作信息数据库的动作信息进行矫正的动作矫正部(20)。
文档编号B25J13/08GK101909829SQ20098010196
公开日2010年12月8日 申请日期2009年2月24日 优先权日2008年2月28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